CN112415254A - 解决高功率密度、大电流电子负载高精度电流取样的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种解决高功率密度、大电流电子负载高精度电流取样的装置，包括多个取样支路，每个取样支路均设有取样电阻，多个取样支路并联连接后与总取样电阻连接。总取样电阻设于功率板上，并放置在风道的进风口。功率模块采用双铜排模式，将总电流由前端直接接入后端进行回流。总取样电阻为高精度电阻，且总取样电阻通过温升计算满足温漂系数；取样支路上的取样电阻只做支路的控制电阻，不考虑电阻的高精度和低温漂特性。总取样电阻得到的电流就是功率模块的总电流，通过简单的信号处理，送入模数转换器，得到系统的总电流。降低了系统设计复杂度，提高了系统的可靠性，同时保证了电流精度和稳定度。
Description
技术领域
本发明涉及一种电流取样的装置，尤其涉及一种解决高功率密度、大电流电子负载高精度电流取样的装置。
背景技术
电子负载即电子负荷，凡是能够消耗能量的器件，可以广泛地称为负载。程控电子负载可以模拟测试设备真实环境下不同状态的的负载，将电能转化成热能或将电能回馈到电网。
在电子技术应用领域，经常要对线性电源、开关电源、UPS电源、动力电池、光伏电池、变压器、整流器、充电器等电子设备进行测试,传统的测试方法中一般都采用电阻、滑线变阻器、电阻箱等充当测试负载,但这些负载不能满足对负载多方面的要求，如：恒定电流、电压、功率、电阻的负载；随意调节的负载；动态负载等。
目前，高功率密度、大电流电子负载实现了1.5kW/U，4U机箱的单台电子负载电流高达600A以上，电流精度高达0.025％+0.025F.S，设备在0～40°运行过程中需要保证电流稳定度。当满载运行时，由于内部散热问题，电流随温度的变化出现漂移(简称：电流温漂)不能满足产品性能。根据现有的电子负载检测标准，300s内电子负载稳定度不能大于标称的电流精度；
现有产品电流取样设计如图1、图2所示，采用多路并联求和运算取样。
这个电流取样设计存在的缺陷：(1)需要保证每一条支路电流取样电阻的精度；(2)需要保证每一条支流取样电组温漂系数；(3)总电流取样需要对各支路电流求和实现，增加设计的复杂度；(4)大功率电子负载设备中，并联支路越多，取样电流支路的数量越多，系统的可靠性越低，电流温漂也无法保证。
发明内容
本发明的目的是提供一种解决高功率密度、大电流电子负载高精度电流取样的装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的解决高功率密度、大电流电子负载高精度电流取样的装置，功率单元包括功率模块、前面板和后面板，所述功率模块包括功率板、功率控制电路、功率元件、取样电阻、散热器和风扇；
所述取样电阻包括普通取样电阻和总取样电阻；
所述功率控制电路包括多个取样支路，每个取样支路均设有所述普通取样电阻，多个取样支路并联连接后与所述总取样电阻连接。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的解决高功率密度、大电流电子负载高精度电流取样的装置，结合结构设计，解决高精度电流取样复杂度、受温度影响等难题；降低了系统设计复杂度，提高了系统的可靠性，同时保证了电流精度和稳定度。
附图说明
图1为现有技术中单支路电流取样的示意图。
图2为现有技术中多路并联求和运算取样的示意图。
图3为本发明实施例提供的解决高功率密度、大电流电子负载高精度电流取样的装置电路示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的解决高功率密度、大电流电子负载高精度电流取样的装置，其较佳的具体实施方式是：
功率单元包括功率模块、前面板和后面板，所述功率模块包括功率板、功率控制电路、功率元件、取样电阻、散热器和风扇；
所述取样电阻包括普通取样电阻和总取样电阻；
所述功率控制电路包括多个取样支路，每个取样支路均设有所述普通取样电阻，多个取样支路并联连接后与所述总取样电阻连接。
所述前面板设于风道的进风口，所述后面板设于风道的出风口；
所述总取样电阻设于所述功率板上，并放置在风道的进风口处。
所述功率模块采用双铜排模式，将总电流由前端汇流，经取样电阻后直接接入后端进行回流。
所述总取样电阻为高精度电阻，且总取样电阻通过温升计算满足温漂系数；
所述普通取样电阻只做支路的控制电阻，不考虑电阻的高精度和低温漂特性。
所述总取样电阻得到的电流就是功率模块的总电流，通过简单的信号处理，送入模数转换器，得到系统的总电流。
本发明的解决高功率密度、大电流电子负载高精度电流取样的装置，降低了系统设计复杂度，提高了系统的可靠性，同时保证了电流精度和稳定度。
具体实施例：
如图3所示，功率模块包括功率板、散热器、风扇，电子负载运行时，系统控制风扇使前面板进风，后面板出风；
功率模块的功率板上增加总取样电阻，保证总取样电阻的精度，同时通过温升计算，取满足温漂系数的取样电阻；支路上的电阻只做支路的控制电阻，不需要考虑电阻的高精度和低温漂特性。
电路设计与风道控制相结合，将总取样电阻放置在风道的进风口，同时取样电阻与散热器的热阻很小，可以将热量快速消耗，运行时进风口为凉风，将热量带走，使得取样电阻的温升低；
总取样电阻得到的电流就是功率模块的总电流，只需要简单的信号处理，送入模数转换器，就可以得到系统的总电流。整个系统设计的复杂度降低，可靠性提高。
为了保证功率模块安装、维护方便，采用双铜排模式，将总电流由前端直接接入后端进行回流。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种解决高功率密度、大电流电子负载高精度电流取样的装置，其特征在于，功率单元包括功率模块、前面板和后面板，所述功率模块包括功率板、功率控制电路、功率元件、取样电阻、散热器和风扇；
所述取样电阻包括普通取样电阻和总取样电阻；
所述功率控制电路包括多个取样支路，每个取样支路均设有所述普通取样电阻，多个取样支路并联连接后与所述总取样电阻连接。
2.根据权利要求1所述的解决高功率密度、大电流电子负载高精度电流取样的装置，其特征在于，所述前面板设于风道的进风口，所述后面板设于风道的出风口；
所述总取样电阻设于所述功率板上，并放置在风道的进风口处。
3.根据权利要求2所述的解决高功率密度、大电流电子负载高精度电流取样的装置，其特征在于，所述功率模块采用双铜排模式，将总电流由前端汇流，经总取样电阻后直接接入后端进行回流。
4.根据权利要求3所述的解决高功率密度、大电流电子负载高精度电流取样的装置，其特征在于，所述总取样电阻为高精度电阻，且总取样电阻通过温升计算满足温漂系数；
所述普通取样电阻只做支路的控制电阻，不考虑电阻的高精度和低温漂特性。
5.根据权利要求4所述的解决高功率密度、大电流电子负载高精度电流取样的装置，其特征在于，所述总取样电阻得到的电流就是功率模块的总电流，通过简单的信号处理，送入模数转换器，得到系统的总电流。
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