CN104656034A - 一种直流电子负载 - Google Patents

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杨福荣
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Abstract

一种直流电子负载。本发明属于电源测量仪器技术领域，具体提供了供电电源、控制器MCU、上臂场管驱动电路、下臂场管驱动电路、反相器、上臂场管、下臂场管、储能电感、滤波电容、电压采样电阻R1、电压采样电阻R2、负载电阻、电流采样电阻。其中，上臂场管、与下臂场管相连，且中间母线连接储能电感、储能电感对地连接滤波电容构成同步整流BUCK拓扑结构。电流采样电阻、电压采样电阻R1、电压采样电阻R2构成电流和电压反馈环路。本发明采用同步整流BUCK拓扑结构，加上电压电流反馈，配合控制器中的软件，可实现恒流、恒压、恒阻、恒功率模式的直流电子负载，功能丰富使用灵活。

Description

一种直流电子负载
技术领域
本发明属于电源领域，涉及一种直流电子负载，实现恒流、恒压、恒阻、恒功率模式的直流电子负载，功能丰富使用灵活。
背景技术
随着科学与技术以及社会的发展的需求，电源行业也蓬勃欣荣，研发的电源、电池、适配器都需要电子负载测试，以判定产品的质量以及性能。在电源产品的设计生产中扮演着重要的角色，是电源类产品调试检测必不可少的仪器，传统的电子负载的原理是控制内功率MOSFET或晶体管的导通量（量占空比大小）,靠功率管的耗散功率消耗电能的设备，需要与恒压、恒流、恒阻、恒功率分别相对应的电路模块，而且需要体积巨大的散热器。
本发明引入DC-DC技术，外围电路简单，采用PID软件控制技术，由单片机软件完成PWM控制芯片的功能，实现了电子负载模式灵活多样可设置的功能，且将功率消耗于后端的功率电阻上，选择散热好的功率电阻，无需外加体积巨大的散热器。
发明内容
本发明的目的在于设计一种新型直流电子负载，实现恒流、恒压、恒阻、恒功率模式的灵活设置，而且体积小功能丰富。 
    本发明的技术方案是：供电电源、控制器MCU、上臂场管驱动电路、下臂场管驱动电路、反相器、上臂场管、下臂场管、储能电感、滤波电容、电压采样电阻R1、电压采样电阻R2、负载电阻、电流采样电阻；其中，供电电源与控制器MCU，控制器MCUPWM输出接口通过上臂场管驱动电路与上臂场管相连，控制器MCU通过反相器和下臂场管驱动电路与下臂场管相连，上臂场管、下臂场管中间母线连接储能电感、储能电感对地连接滤波电容并连接负载电阻。电压采样电阻R1、电压采样电阻R2串联并与滤波电容并联，从中间反馈电压与连接控制器MCUAD接口相连。电流采样电阻连接于电源地与输出地之间，并与控制器MCUAD接口相连。
    上述电压采样电阻网络电压采样电阻R1、电压采样电阻R2连接于由储能电感、滤波电容构成的低通滤波器之后。 
    本发明的工作原理是：上臂场管、与下臂场管相连，且中间母线连接储能电感、储能电感对地连接滤波电容构成同步整流BUCK拓扑结构。电流采样电阻、电压采样电阻R1、电压采样电阻R2构成电流和电压反馈环路，单片机通过AD口采样得电压电流值，通过PID计算出PWM占空比，再经由场管驱动电路驱动上下臂场管，控制其导通顺序和导通时间，改变入口电压加载到负载的时间比，进而改变输出电压电流，软件中通过控制采样值与输出PWM占空比的关系便可实现恒压、恒流、恒阻、恒功率模式。
附图说明
    下面结合设计图对本发明作进一步说明：
    图1是本发明一种直流电子负载的原理框图；
    图1中：1、供电电源；2、控制器MCU；3、上臂场管驱动电路；4、下臂场管驱动电路；5、反相器；6、上臂场管；7、下臂场管；8、储能电感；9、滤波电容；10、电压采样电阻R1；11、电压采样电阻R2；12、负载电阻；13、电流采样电阻。 
具体实施方式
如图1所示是本发明一种直流电子负载，由供电电源1、控制器MCU2、上臂场管驱动电路3、下臂场管驱动电路4、反相器5、上臂场管6、下臂场管7、储能电感8、滤波电容9、电压采样电阻R110、电压采样电阻R211、负载电阻12、电流采样电阻13组成；其中，供电电源1与控制器MCU2，控制器MCU2PWM输出接口通过上臂场管驱动电路3与上臂场管6相连，控制器MCU2通过反相器5和下臂场管驱动电路4与下臂场管7相连，上臂场管6、下臂场管7中间母线连接储能电感8、储能电感8对地连接滤波电容9并连接负载电阻12。电压采样电阻R110、电压采样电阻R211串联并与滤波电容9并联，从中间反馈电压与连接控制器MCU2AD接口相连。电流采样电阻13连接于电源地与输出地之间，并与控制器MCU2AD接口相连。上臂场管6、与下臂场管7相连，且中间母线连接储能电感8、储能电感8对地连接滤波电容9构成同步整流BUCK拓扑结构。
电压采样电阻网络电压采样电阻R110、电压采样电阻R211连接于由储能电感8、滤波电容9构成的低通滤波器之后，控制器MCU2通过AD接口采集电压电流值，构成大环反馈，使系统稳定工作。
以上实施例仅是对本发明的参考说明，并不构成对本发明内容的任何限制，显然在本发明的思想下，可做出不同形式的结构变更，但这些均在本发明的保护之列。

Claims (2)

1.一种直流电子负载，其特征在于：包括供电电源（1）、控制器MCU（2）、上臂场管驱动电路（3）、下臂场管驱动电路（4）、反相器（5）、上臂场管（6）、下臂场管（7）、储能电感（8）、滤波电容（9）、电压采样电阻R1(10)、电压采样电阻R2(11)、负载电阻（12）、电流采样电阻（13）；其中，供电电源（1）与控制器MCU(2)，控制器MCU（2）PWM输出接口通过上臂场管驱动电路（3）与上臂场管（6）相连，控制器MCU（2）通过反相器（5）和下臂场管驱动电路（4）与下臂场管（7）相连，上臂场管（6）、下臂场管（7）中间母线连接储能电感（8）、储能电感（8）对地连接滤波电容（9）并连接负载电阻（12），电压采样电阻R1(10)、电压采样电阻R2(11)串联并与滤波电容（9）并联，从中间反馈电压与连接控制器MCU（2）AD接口相连，电流采样电阻（13）连接于电源地与输出地之间，并与控制器MCU（2）AD接口相连。
2.根据权利要求1所述的一种直流电子负载，其特征在于电压采样电阻网络电压采样电阻R1(10)、电压采样电阻R2(11)连接于由储能电感（8）、滤波电容（9）构成的低通滤波器之后。
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PB01 Publication
C04 Withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
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