电子负载的典型应用和工作模式

本文内容包括：为什么用电子负载?直流电子负载本质与工作模式?如何选择合适的电子负载?

一、为什么用电子负载?

一般机器在实际的使用中前级有供电，后级有负载。因此在产品前期开发测试过程中，需要有可设置的电源提供功率，以及可配置的电子负载消耗能量。

电子负载对电源进行拉载，可以提供稳定且具有程序控制的负载模式。下面介绍的就是电子负载典型应用，以及它们如何帮助业界测量。

电源转换器和逆变器测试

测试 DC-DC、AC-DC 和 DC-AC 的快捷方法。在输出端应用电子负载可以仿真上电过程中的产品。您可以使用不同 等级的负载来测试最小和最大输入开启电压电平。使用电子负载可以进行 纹波和噪声测量、负载和电源调整以及过压和过流保护测试。

不间断电源(UPS)

完整测试需要交流电源、直流电源、直流负载和 交流负载。直流负载使用负载组来测试 UPS 内的备用电池和充电器。交 流负载测试整个 UPS 系统。负载组测试可以验证 UPS 在不同负载条件 下提供所需电力的能力，以及电压稳定性和控制系统的效率。

电池和燃料电池

与电阻负载组相比，它们可为您提供恒定负载，从而 缩短测试时间。如需进行容量测试，请使用 CP 模式，以便在电池电压随 时间下降时提供一致的功耗。电子负载可以通过编程输出包括快速跳变的 各种负载曲线，使用户能够测试电池充电和放电循环的特征曲线。

太阳能电池板

用于大功率光伏测试的出色解决方案。它能够以较低的 成本供应大电流。使用 CV 模式捕获 I-V 曲线、或增加电压以便进行电流测量

二、直流电子负载本质与工作模式?

直流电子负载包含一组功率晶体管或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，目的是消耗或吸收功率。电流放大器通过开关这些晶体管来调节电子负载的输入电流。

电子负载最常见的工 作模式有恒流(CC)、恒压(CV)、恒功率(CP)和恒电阻(CR)模式。

恒流工作(CC)

粗实线表示可能的工作点与输入电流之间的关系。恒流(CC)状态标志表示电流以规 定的设置值输出。

要注意的是，该模式的电压是不可以编程的。但是，如果DUT施加的电压高于规定电流范围内允许的电压，就会启动电子负载的过压保护机制，跳闸并关闭输入。

电流可在两个重叠范围中的任意一个(高量程和低量程)进行编程。低量程在小电流设 置下可提供更好的分辨率。负载会选择与编程的量程值相对应的量程。如果量程值位于 量程重叠区域，那么负载会选择低量程。如果当前电流设置在低量程之外，那么负载会 自动将输入调整为低量程内的最高值。如果您在之后编程设定了一个超出低量程的输入 值，前面板显示屏上会显示“超出量程”错误信息。

恒压工作(CV)

在此模式下，负载模块会试图消耗足够的电流，以便将电源电压控制到编程值。电子负载的电压带载电压是恒定的，而吸收的电流是不断变化的。

请注意，CV(恒定电压)工作中设置了电流限值。该实线的水平段表示，如果负载电 流保持在电流限值设置的量程内，输出电压将保持其编程的设置。CV 状态标志表示输 出电流在限值设置量程内。当输出电流达到电流限值时，装置不再以恒压模式工作，输出电压不再保持恒定。取而 代之的是，电子负载此时会将输出电流调节到其电流限值设置。设置负电流限值状态标 志以指示达到电流限值。如果电压持续增加，直到超出指定电流量程允许的电压或最大 功率等高线，那么过压保护机制会启动，跳闸并关闭输入。

恒电阻工作(CR)

当电子负载处于恒阻工作模式时，电子负载所消耗的电流与电压成正比，即保持阻值恒定。

粗实线表示可能的工作点与电阻设置之间的关系。电阻斜线向下延伸至 Rmin(虚 线)，使得电子负载可以在加载大电流的同时产生低电压。电阻可在三个重叠电阻量程当中的任意一个(高、中、低)进行编程。负载选择与编程 的电阻值对应的量程。如果电阻值位于量程重叠区域，那么负载会选择具有最高分辨率 的量程。如果当前输入设置超出您选择的量程，那么负载会自动将输入设置调整为新选 定量程内最接近的可用值。如果您在之后编程设定了一个超出新选定量程的输入值，前 面板显示屏上会显示“超出量程”错误信息。

恒功率工作(CP)

在恒功率工作中，负载模块根据编程的恒定功率值调节被测器件的功耗

负载模块通过测量电压和电流的输入来调节输入功率，并根据 AD 转换器的测试数据流 来调整输入功率。 请注意，在 CP 模式下，相应的编程量程会覆盖选择的电压和电流测 量量程。 电子负载自动选择可能的最低量程，以提供更好的分辨率和精度。 负载模块具有内置过功率保护功能，防止功率超过负载模块的额定输出功率(最大功率 等高线)2% 以上。

三、如何选择合适的电子负载

• 额定容量 - 最大电压、电流和额定功率能提供应用所需的必要信息，可确保电子负载能够处 理电源的容量

• 动态测试 - 有些负载是动态负载，电子负载的任意功能允许您使用不同的功能，如脉冲、步 进和斜率变化

• 工作模式 — CR、CC、CV 和 CP

CC 用于功耗测试

CR 可以直接取代电阻器

CV 用于电流电源测试

CP 用于存储容量测试

• 计算机控制 当您无法通过前面板设置参数时，可以使用 RS232、GPIB 或 USB 编写复杂的测 试程序