龙源期刊网httpwwwqika
comc

简易数控直流电子负载设计原理的分析
作者：王松来源：《电子技术与软件工程》2015年第01期
现如今，电子负载作为一种区别与传统电阻性负载的新型电源测试设备，有着广泛的应用；一般而言，电子负载主要是控制内部功率MOSFET或晶体管的导通量，靠功率管的耗散功率来消耗电能的。它能够准确检测出负载电压，精确调整负载电流等等，更为真实的模拟实际工作中电源带载的各种工作情况。【关键词】电子负载恒流模式恒压模式恒阻模式模拟开关本系统则侧重于数控方面的设计，系统可以实现，恒压、恒流、横阻三种模式的数控切换。如图所示，系统采用IRF3205低导通电阻NMOS管作为功率消耗部分，通过控制功率MOS管使其工作在线性工作区，就可以实现电源输出功率的动态可控，从而实现恒定输出，计算并测量出各项参数值。在本设计中采用的是并联四个功率MOS管，以提高系统可承受的最大功率，使电子负载的测量范围更广，系统将每个IRF3205的栅极接上了一个泄放电阻，用来降低由栅极寄生容感和接线电感所形成的谐振回路的Q值，使其不发生振荡，同时在PCB布线时泄放电阻与栅极间的连线应也当要尽量短；其实对于这个栅极电阻的取值是要综合考虑的，毕竟电子线路中为了换取到部分性能往往是要付出一定代价的，栅极泄放电阻通常取值5～20欧便足够了，本系统经实验证明取值10欧即可。同时本设计选用01欧2瓦的采样电阻，所以最大恒流输出不超过45安，IRF3205的持续漏极电流为80A、最大耗散功率为200瓦，所以正常情况下系统是可以稳定工作的。同时本系统为了实现对三种模式的数控切换功能，采用了八选一数字控制模拟开关CD4051。该芯片由四个控制端来决定通道的选择，以实现对后级功率管的控制使系统恒定输出，三个二进制控制输入端，A、B、C，一个禁止端EN，将A、B、C三个控制端接到MCU的三个输出端口，EN接低电平：若MCU输出CBA000，则选通X0通道，实现被测电源的恒阻模式输出；若MCU输出CBA001，则选通X1通道，实现被测电源的恒压模式输出；若MCU输出CBA010，则选通X2通道，实现被测电源的恒流模式输出。恒阻模式输出要求被测电源的输出电压和电流呈线性关系，首先MCU输出CBA000，使电子开关选通恒阻模式；通过运算放大器U2使采样电阻上的导通电流随输入电压的变化而变化，从而使之恒阻输出。例如输入信号Ui
Asi
（wtφ），调节滑动变阻器R1使运算放大器U2的同向端输入电压为UθUi
，则流过功率管和采样电阻的输入电流r