CN103487767A - 一种负载驱动电路以及电子负载 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电路领域，提供了一种负载驱动电路以及电子负载，所述负载驱动电路外接供电电源和待测电源，所述负载驱动电路包括电压调整电路和负载控制电路；其中，所述电压调整电路的输入端和输出端分别接所述供电电源和所述负载控制电路的输入端，所述负载控制电路接所述待测电源。本发明提供的负载控制电路根据电压调整电路输出的电压调整待测电源输出的电参数，从而完成电子负载对不同电参数工作时的待测电源的电源性能检测。

Description

一种负载驱动电路以及电子负载

技术领域

本发明属于电路领域，尤其涉及一种负载驱动电路以及电子负载。

背景技术

由于每种电子产品需要使用电源供电，为了保证电源的性能符合电子产品的供电要求；针对每种特别的电子产品，均需要对电源的电压、电流以及功率等电参数进行测试；在测试时，通常的做法是使用电子负载；但是，一台专业的电子负载价格非常昂贵，而实际使用到的测试功能并不多，并且多功能的电子负载非常笨重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种负载驱动电路，包括所述负载驱动电路的电子负载对待测电源的电流进行调整以调整待测电源输出的功率，以完成对待测电源的电源性能检测。

一方面，本发明提供的负载驱动电路，所述负载驱动电路外接供电电源和待测电源，所述负载驱动电路包括：

电压调整电路，输入端接所述供电电源，用于对所述供电电源的电压进行稳压处理，接收用户触发的电压调整指令，根据所述电压调整指令对稳压处理后的电压进行电压调整并输出；

负载控制电路，输入端和测试端分别接所述电压调整电路的输出端和所述待测电源，用于根据所述电压调整电路输出的电压调整待测电源输出的电参数，以对待测电源的性能进行检测。

一方面，本发明还提供一种电子负载，所述电子负载包括负载驱动电路，所述负载驱动电路外接供电电源和所述待测电源，所述负载驱动电路为上述的负载驱动电路。

本发明的有益效果是：根据电压调整电路和负载控制电路的协同作用以调整待测电源的电参数，从而完成对待测电源不同电参数工作情况下的检测，以检测出待测电源的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的负载驱动电路的电路组成结构图；

图2是本发明实施例提供的负载驱动电路中的电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1示出了本发明实施例提供的负载驱动电路的组成结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。

一种负载驱动电路，所述负载驱动电路外接供电电源和待测电源，所述负载驱动电路包括：

电压调整电路1，输入端接所述供电电源，用于对所述供电电源的电压进行稳压处理，接收用户触发的电压调整指令，根据所述电压调整指令对稳压处理后的电压进行电压调整并输出；

负载控制电路2，输入端和测试端分别接所述电压调整电路1的输出端和所述待测电源，用于根据所述电压调整电路1输出的电压调整待测电源输出的电参数，以对待测电源的性能进行检测。

具体地，所述负载控制电路2的测试端接所述待测电源的正极，所述待测电源的负极接地。

需要说明的是，所述待测电源输出的电参数为电流、电压、功率等。所述待测电源的电流为待测电源输出的电流。同理，待测电源的电压为待测电源正负极两端形成的电压。待测电源的功率为待测电源输出的功率。

需要说明的是，所述供电电源为直流电源，或者经过整流滤波后的直流电源。

在本实施例中，采用电子负载对该待测电源进行测试时，通过电子负载包括的负载驱动电路检测出待测电源的电流、电压以及功率即可完成。具体地，由于调节待测电源的电参数，是通过负载控制电路2实现的，从而，通过电压调整电路1可以进一步地控制负载控制电路2以调整待测电源输出的电参数。

因此，电压调整电路1对所述供电电源进行稳压以及电压调整，以输出稳定的电压；在输出的该稳定的电压的情况下，根据接收到的用户触发的电压调整指令调整向所述负载控制电路2输出的电压。从而，负载控制电路2根据所述电压调整电路1输出的电压，调整所述待测电源的电流以调整所述待测电源输出的功率。

作为本发明一实施例，该负载驱动电路对所述待测电源的电流、电压进行检测，所述负载驱动电路还包括：

电压检测电路3，输入端接所述负载控制电路2的电压检测端，用于对所述待测电源的电压进行分压处理后的分压进行检测；

电流检测电路4，输入端接所述负载控制电路2的电流检测端，用于检测所述待测电源的电流，根据检测到的电流输出相应的电压。

这样，由于所述待测电源的电压可能较大，预先将所述待测电源输出的电压进行分压，然后根据所述电压检测电路3检测到的分压以计算出所述待测电源的电压。

与此同时，通过电流检测电路4实时检测所述待测电源的电流。具体地，通过电阻将所述待测电源的电流转换为电压，电流检测电路4检测转换后的电压。

从而，可以根据所述待测电源的电压和所述待测电源的电流，计算得到所述待测电源输出的功率。

作为本发明一实施例，为了实时显示所述电压检测电路3检测到的电压和所述电流检测电路4检测到的电压，所述负载驱动电路还包括：

检测器5，电压接收端和电流接收端分别接所述电压检测电路3的输出端和所述电流检测电路4的输出端，用于接收所述电压检测电路3检测到的分压以计算得到所述待测电源的电压，接收所述电流检测电路4输出的电压以计算得到所述待测电源的电流，根据所述待测电源的电压和所述待测电源的电流计算得到所述待测电源的功率，显示所述待测电源的电压、所述待测电源的电流以及所述待测电源的功率。

优选的是，所述检测器5为控制器（控制器为ARM处理器或单片机等可编程逻辑器件）实时对所述电压检测电路3检测到的分压和所述电流检测电路4输出的电压进行接收，并将模拟信号格式的所述电压检测电路3检测到的分压和模拟信号格式的所述电流检测电路4输出的电压分别进行模数转换，以输出数字格式的所述电压检测电路3检测到的分压和数字格式的所述电流检测电路4输出的电压。从而，根据所述电压检测电路3检测到的电压，计算得到所述待测电源的电压；根据数字格式的所述电流检测电路4输出的电压，计算得到所述待测电源的电流；从而，计算得到所述待测电源输出的功率。

作为本发明一实施例，为了将所述供电电源转换为所述检测器5匹配的电源，所述负载驱动电路还包括：

供电电路6，输入端和输出端分别接所述供电电源和所述检测器5的电源端，用于对所述供电电源输出的电压进行电压调整以向所述检测器5提供匹配的电压。

这样，经过所述供电电路6对所述电源输出的电压调整为所述检测器5所需的电压后，向所述检测器5供电。

图2示出了本发明实施例提供的负载驱动电路的电路，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。

作为本发明一实施例，所述电压调整电路1包括：

第二二极管D2、第一稳压芯片U1、第二滤波电容C2、第二滤波电阻R2、第二发光二极管LED2以及可调电阻R3；

所述第二二极管D2的阴极为所述电压调整电路1的输入端，所述第二二极管D2的阳极接地，所述第一稳压芯片U1的输入引脚IN1、输出引脚OUT1以及地引脚GND分别接所述第二二极管D2的阴极、第二滤波电容C2的正极以及地，所述第二滤波电容C2的负极接地，所述第二滤波电阻R2的第一端和第二端分别接所述第二滤波电容C2的正极和所述第二发光二极管LED2的正极，所述第二发光二极管LED2的负极接地，所述可调电阻R3的第一端和第二端分别接所述第一稳压芯片U1的输出引脚OUT1和地，所述可调电阻R3的电阻调节端为所述电压调整电路1的输出端。

这样，所述供电电源输出的电压先经过第一稳压芯片U1进行稳压，然后经过第二滤波电容C2和第二滤波电阻R2进行低通滤波，以输出稳定的电压；然后，当调节可调电阻R3的电阻调节端时，可以调整向所述负载控制电路2输出的电压。与此同时，当第一稳压芯片U1有电源信号输出时，所述第二发光二极管LED2会发光以示意。

优选的是，所述第一稳压芯片U1为：型号为LM7809的稳压芯片。

作为本发明一实施例，所述负载控制电路2包括：

N型MOS管Q1、电流检测电阻R8、第四分压电阻R4以及电压检测电阻R5；

所述N型MOS管Q1的栅极为所述负载控制电路2的输入端，所述N型MOS管Q1的源极为所述负载控制电路2的测试端，所述N型MOS管Q1的漏极接所述电流检测电阻R8的第一端，所述电流检测电阻R8的第二端接地，所述第四分压电阻R4的第一端和第二端分别接所述N型MOS管Q1的源极和所述电压检测电阻R5的第一端，所述电压检测电阻R5的第二端接地，所述电流检测电阻R8的第一端为所述负载控制电路2的电流检测端，所述电压检测电阻R5的第一端为所述负载控制电路2的电压检测端。

需要说明的是，本实施中的N型MOS管Q1工作在饱和区。

因此，当N型MOS管Q1工作在饱和区时，流过N型MOS管Q1的漏极的电流随N型MOS管Q1的栅极与漏极之间的电压（即电压调整电路1向所述负载控制电路2输出的电压）线性变化；因此，通过电压调整电路1调整向负载控制电路2输出的电压，以调整N型MOS管Q1的漏极电流，进而调整流过电流检测电阻R8的电流（所述电流检测电阻R8的电流为所述待测电源的电流）。从而，电流检测电路实时检测所述电流检测电阻R8的电流，即实现实时检测所述待测电源的电流。

与此同时，所述待测电源的电压经过第四分压电阻R4和电压检测电阻R5分压后，电压检测电路3检测电压检测电阻R5两端的电压。优选的是，为了满足检测器5用于电压检测的电压阈值范围，以及为了使检测的灵敏度够大，可以调整第四分压电阻R4的阻值与电压检测电阻R5的阻值的比例以实现检测器5进行良好检测。

与此同时，在已知电流检测电阻R8的电阻的情况下，电流检测电路4对电流检测电阻R8两端的电压进行检测，以实现对流过电流检测电阻R8的电流进行检测。优选的是，为了满足检测器5用于电压检测的电压阈值范围，以及为了使检测的灵敏度够大，可以调整分压电阻R8的阻值以实现检测器5进行良好检测。

作为本发明一实施例，所述电压检测电路3包括：

第二放大器芯片U2和第三滤波电容C3；

所述第二放大器芯片U2的正相输入引脚IN2+和输出引脚OUT2分别为所述电压检测电路3的输入端和输出端，所述第二放大器芯片U2的反相输入引脚IN2-与输出引脚OUT2连接，所述滤波电容的第一端和第二端分别接所述第二放大器芯片U2的输出引脚OUT2和地。

这样，在负载控制电路2与检测器5之间增加由第二放大器芯片U2构成的电压跟随器，以对负载控制电路2与检测器5之间实现阻抗隔离。更优的是，对第二放大器芯片U2输出的信号再进一步地采用第三滤波电容C3进行低通滤波，以保证检测器5接收到稳定的电压信号。

作为本发明一实施例，所述电流检测电路4包括：

第六滤波电阻R6、第五滤波电容C5、第七滤波电阻R7、第四滤波电容C4、第三放大器芯片U3、第四放大器芯片U4、第九分压电阻R9、反馈电阻R10以及第六滤波电容C6；

所述第六滤波电阻R6的第一端为所述电流检测电路4的输入端，所述第五滤波电容C5的第一端和第二端分别接所述第六滤波电阻R6的第二端和地，所述第七滤波电阻R7的第一端和第二端分别接所述第六滤波电阻R6的第二端和所述第三放大器芯片U3的正相输入引脚IN3+，所述第四滤波电容C4的第一端和第二端分别接所述第七滤波电阻R7的第二端和地，所述第三放大器芯片U3的反相输入引脚IN3-和输出引脚OUT3分别接所述反馈电阻R10的第一端和所述第九分压电阻R9的第二端，所述反馈电阻R10的第二端接地，所述第九分压电阻R9的第一端接所述反馈电阻R10的第一端，所述第四放大器芯片U4的正相输入引脚IN4+接所述第三放大器芯片U3的输出引脚OUT3，所述第四放大器芯片U4的反相输入引脚IN4-接输出引脚OUT4，所述第六滤波电容C6的第一端和第二端分别接所述第四放大器芯片U4的输出引脚OUT4和地，所述第四放大器芯片U4的输出引脚OUT4为所述电流检测电路4的输出端。

这样，为了避免高频噪声的引入，在采用第三放大器芯片U3进行隔离放大之前，采用第六滤波电阻R6、第五滤波电容C5、第七滤波电阻R7、第四滤波电容C4组成的低通滤波电路进行滤波，然后，将第三放大器芯片U3输出的电压信号再进一步地经过第四放大器芯片U4构成的电压跟随器并将第四放大器芯片U4输出的电压信号进一步采用第六滤波电容C6进行低通滤波，以检测器5接收到稳定的匹配的电压信号。

作为本发明一实施例，所述检测器5为控制器芯片U5，所述控制器芯片U5的电源引脚VCC、电压接收引脚ADC1以及电流接收引脚ACD2分别为所述检测器5的电源端、电压接收端以及电流接收端。与此同时，所述控制器芯片U5的地引脚GND接地。

优选的是，控制器芯片U5的型号为STC90C52AD。

作为本发明一实施例，所述供电电路6包括：

第一二极管D1、第六稳压芯片U6、第一滤波电容C1、第一滤波电阻R1以及第一发光二极管LED1；

所述第一二极管D1的阴极为所述供电电路6的输入端，所述第一二极管D1的阳极接地，所述第六稳压芯片U6的输入引脚IN6、输出引脚OUT6以及地引脚GND分别接所述第一二极管D1的阴极、所述第一滤波电阻R1的第一端以及地，所述第一滤波电容C1的正极和负极分别接所述第一滤波电阻R1的第一端和地，所述第一发光二极管LED1的阳极和阴极分别接所述第一滤波电阻R1的第二端和地，所述第一滤波电阻R1的第二端为所述供电电路6的输出端。

这样，所述供电电源输出的电压经过第六稳压芯片U6输出稳定的、与检测器5所需电压匹配的电压；更优的是，为了避免高频噪声损坏检测器5，第六稳压芯片U6输出的电压进一步采用第一滤波电容C1和第一滤波电阻R1组成的低通滤波电路滤波，将低通滤波后的电压从所述检测器5的电源端输入以实现向所述检测器5的匹配供电。

本发明还提供一种电子负载，所述电子负载包括负载驱动电路，所述负载驱动电路外接供电电源和所述待测电源，所述负载驱动电路为上述的负载驱动电路。

在本发明实施例中，通过调节电压调整电路中的可调电阻R3的电阻调节端在所述可调电阻R3上的位置，以调节N型MOS管Q1的栅极与源极之间的电压，以负载控制电路调整待测电源输出的电流，从而调整待测电源输出的功率；从而针对待测电源输出的不同功率，电子负载完成对应的电源性能测试。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种负载驱动电路，所述负载驱动电路外接供电电源和待测电源，其特征在于，所述负载驱动电路包括：

电压调整电路，输入端接所述供电电源，用于对所述供电电源的电压进行稳压处理，接收用户触发的电压调整指令，根据所述电压调整指令对稳压处理后的电压进行电压调整并输出；

负载控制电路，输入端和测试端分别接所述电压调整电路的输出端和所述待测电源，用于根据所述电压调整电路输出的电压调整待测电源输出的电参数，以对待测电源的性能进行检测。

2.如权利要求1所述的负载驱动电路，其特征在于，所述负载驱动电路还包括：

电压检测电路，输入端接所述负载控制电路的电压检测端，用于对所述待测电源的电压进行分压处理后的分压进行检测；

电流检测电路，输入端接所述负载控制电路的电流检测端，用于检测所述待测电源的电流，根据检测到的电流输出相应的电压。

3.如权利要求2所述的负载驱动电路，其特征在于，所述负载驱动电路还包括：

检测器，电压接收端和电流接收端分别接所述电压检测电路的输出端和所述电流检测电路的输出端，用于接收所述电压检测电路检测到的分压以计算得到所述待测电源的电压，接收所述电流检测电路输出的电压以计算得到所述待测电源的电流，根据所述待测电源的电压和所述待测电源的电流计算得到所述待测电源的功率，显示所述待测电源的电压、所述待测电源的电流以及所述待测电源的功率。

4.如权利要求3所述的负载驱动电路，其特征在于，所述负载驱动电路还包括：

供电电路，输入端和输出端分别接所述供电电源和所述检测器的电源端，用于对所述供电电源输出的电压进行调整以向所述检测器提供匹配的电压。

5.如权利要求1所述的负载驱动电路，其特征在于，所述电压调整电路包括：

第二二极管D2、第一稳压芯片、第二滤波电容C2、第二滤波电阻R2、第二发光二极管LED2以及可调电阻R3；

所述第二二极管D2的阴极为所述电压调整电路的输入端，所述第二二极管D2的阳极接地，所述第一稳压芯片的输入引脚、输出引脚以及地引脚分别接所述第二二极管D2的阴极、第二滤波电容C2的正极以及地，所述第二滤波电容C2的负极接地，所述第二滤波电阻R2的第一端和第二端分别接所述第二滤波电容C2的正极和所述第二发光二极管LED2的正极，所述第二发光二极管LED2的负极接地，所述可调电阻R3的第一端和第二端分别接所述第一稳压芯片的输出引脚和地，所述可调电阻R3的电阻调节端为所述电压调整电路的输出端。

6.如权利要求1所述的负载驱动电路，其特征在于，所述负载控制电路包括：

N型MOS管Q1、电流检测电阻R8、第四分压电阻R4以及电压检测电阻R5；

所述N型MOS管Q1的栅极为所述负载控制电路的输入端，所述N型MOS管Q1的源极为所述负载控制电路的测试端，所述N型MOS管Q1的漏极接所述电流检测电阻R8的第一端，所述电流检测电阻R8的第二端接地，所述第四分压电阻R4的第一端和第二端分别接所述N型MOS管Q1的源极和所述电压检测电阻R5的第一端，所述电压检测电阻R5的第二端接地，所述电流检测电阻R8的第一端为所述负载控制电路的电流检测端，所述电压检测电阻R5的第一端为所述负载控制电路的电压检测端。

7.如权利要求2所述的负载驱动电路，其特征在于，所述电压检测电路包括：

第二放大器芯片和第三滤波电容C3；

所述第二放大器芯片的正相输入引脚和输出引脚分别为所述电压检测电路的输入端和输出端，所述第二放大器芯片的反相输入引脚与输出引脚连接，所述滤波电容的第一端和第二端分别接所述第二放大器芯片的输出引脚和地。

8.如权利要求2所述的负载驱动电路，其特征在于，所述电流检测电路包括：

第六滤波电阻R6、第五滤波电容C5、第七滤波电阻R7、第四滤波电容C4、第三放大器芯片、第四放大器芯片、第九分压电阻R9、反馈电阻R10以及第六滤波电容C6；

所述第六滤波电阻R6的第一端为所述电流检测电路的输入端，所述第五滤波电容C5的第一端和第二端分别接所述第六滤波电阻R6的第二端和地，所述第七滤波电阻R7的第一端和第二端分别接所述第六滤波电阻R6的第二端和所述第三放大器芯片的正相输入引脚，所述第四滤波电容C4的第一端和第二端分别接所述第七滤波电阻R7的第二端和地，所述第三放大器芯片的反相输入引脚和输出引脚分别接所述反馈电阻R10的第一端和所述第九分压电阻R9的第二端，所述反馈电阻R10的第二端接地，所述第九分压电阻R9的第一端接所述反馈电阻R10的第一端，所述第四放大器芯片的正相输入引脚接所述第三放大器芯片的输出引脚，所述第四放大器芯片的反相输入引脚接输出引脚，所述第六滤波电容C6的第一端和第二端分别接所述第四放大器芯片的输出引脚和地，所述第四放大器芯片的输出引脚为所述电流检测电路的输出端。

9.如权利要求4所述的负载驱动电路，其特征在于，所述检测器为控制器芯片，所述控制器芯片的电源引脚、电压接收引脚以及电流接收引脚分别为所述检测器的电源端、电压接收端以及电流接收端；

所述供电电路包括：

第一二极管D1、第六稳压芯片、第一滤波电容C1、第一滤波电阻R1以及第一发光二极管LED1；

所述第一二极管D1的阴极为所述供电电路的输入端，所述第一二极管D1的阳极接地，所述第六稳压芯片的输入引脚、输出引脚以及地引脚分别接所述第一二极管D1的阴极、所述第一滤波电阻R1的第一端以及地，所述第一滤波电容C1的正极和负极分别接所述第一滤波电阻R1的第一端和地，所述第一发光二极管LED1的阳极和阴极分别接所述第一滤波电阻R1的第二端和地，所述第一滤波电阻R1的第二端为所述供电电路的输出端。

10.一种电子负载，所述电子负载包括负载驱动电路，所述负载驱动电路外接供电电源和所述待测电源，其特征在于，所述负载驱动电路为上述权利要求1至9任一所述的负载驱动电路。

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