CN203870226U - 一种恒流工作模式下的直流电子负载 - Google Patents

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凌璟
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Abstract

一种恒流工作模式下的直流电子负载，其包括预置电路、恒流源、电压采样电路、电流采样电路以及显示电路；所述电子负载为被测电源设备为恒流源提供多种数值的电压输入，不论输入电压如何变化，所述恒流源接收电压输入并输出恒定电流，且电流值可以设定，所述电压采样电路采样获得被测电源的电压采样值，所述电流采样电路采样获取所述被测电源的电流采样值，所述电压采样值与电流采样值通过所述显示电路显示。本实用新型提供的恒流工作模式下的直流电子负载测得的电流值与电压值可以通过显示电路直观的显示出来，采用手动调节的方式，而且高精度的器件可以获得足够的精度，电路中恒流部分相对独立，便于检测观察。

Description

一种恒流工作模式下的直流电子负载
技术领域
本发明涉及电子负载模拟电路，特别是一种恒流工作模式下的直流电子负载。 
背景技术
在电路中，负载是指用来吸收电源供应器输出的电能量的装置，它将电源供应器输出的电能量吸收并转化为其他形式的能量储存或消耗掉。如电炉子将电能转化为热能；电灯将电能转化为光能；蓄电池将电能转化为化学能；电机将电能转化为动能。这些都是负载的真实表现形式。负载的种类繁多，但根据其在电路中表现的特性可分为阻性负载、容性负载、感性负载和混合性负载。在实验室，我们通常采用电阻、电容、电感等或它们的串并联组合，作为负载模拟真实的负载情况。进行电源设备的性能实验。 
输出电能或转换电能的设备或部件各式各样,如何对其输出特性进行可靠、全面且比较简单、快捷的测试,一直是仪表测试行业研究的问题。传统测试中,常采用静态负载(作为消耗能量的器件广泛地称为负载)。实际上负载的形式较为复杂,常为一些动态负载,如:负载消耗的功率是时间的函数,或者负载工作在恒定电流、恒定电阻、恒定电压方式以及不同的峰值因数、功率因数或负载为瞬时短路负载等,传统负载模拟不了这些复杂的负载形式。 
发明内容
本发明公开了一种恒流工作模式下的直流电子负载，其包括预置电路、恒流源、电压采样电路、电流采样电路以及显示电路，所述恒流源与一被测电源连接，所述电压采样电路、电流采样电路分别与所述被测电源连接，所述显示电路分别与所述电压采样电路、电流采样电路连接； 
所述电子负载为被测电源为恒流源提供多种数值的电压输入，所述恒流源接收电压输入并输出恒定电流，所述电压采样电路采样获得所述恒流源的电压采样值，所述电流采样电路采样获取所述恒流源的电流采样值，所述电压采样值与电流采样值通过所述显示电路显示。 
较佳地，还包括一预置电路，所述预置电路用于对所述恒流源的输出电流值进行设定。 
较佳地，所述预置电路包括一DAC数模转换器，所述DAC数模转换器将设定的数字量转换为模拟电信号。 
较佳地，DAC数模转换器包括DAC0832数模转换芯片。 
较佳地，所述恒流源包括一反向比例运放与一加法器，所述反向比例运放将设定的恒流值转换成的电压基准信号并进行翻转生成基准信号，所述加法器将所述基准信号与电流采样信号相加。 
较佳地，所述电压采样电路包括一分压电路、A/D采样电路以及一个电压跟随器。 
较佳地，所述电流采样电路包括一电阻A/D采样电路以及一个电压跟随器。 
较佳地，所述显示电路包括三位半A/D转换电路，所述三位半A/D转换电路将模拟量转化为数字量。 
较佳地，所述显示电路通过一选通电路与所述电压采样电路、电流采样电路连接。 
本发明提供的恒流工作模式下的直流电子负载测得的电流值与电压值可以通过显示电路直观的显示出来，采用手动调节的方式，而且高精度的器件可以获得足够的精度，电路中恒流部分相对独立，便于检测观察。作为模拟真实的负载情况，可进行连续调节和控制，易于实现，能达到很高的调节精度和稳定性，能很好的模拟实际的负载，测试电源设备的动态和瞬态特性。 
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。 
附图说明
图1为本发明实施例提供的恒流工作模式下的直流电子负载结构示意图； 
图2为本发明实施例提供的恒流源电路示意图； 
图3为本发明实施例提供的电压采样电路示意图； 
图4为本发明实施例提供的电流采样电路电路示意图； 
图5为本发明实施例提供的DAC数模转换器示意图； 
图6为本发明实施例提供的预置电路原理图。 
具体实施方式
本发明公开了一种恒流工作模式下的直流电子负载，其，包括预置电路、 恒流源、电压采样电路、电流采样电路以及显示电路，所述恒流源与一被测电源连接，所述电压采样电路、电流采样电路分别与被测电源连接，所述显示电路分别与所述电压采样电路、电流采样电路连接； 
所述电子负载为被测电源为恒流源提供多种数值的电压输入，所述恒流源接收电压输入并输出恒定电流，所述电压采样电路采样获得恒流源的电压采样值，所述电流采样电路采样获取所述恒流源的电流采样值，所述电压采样值与电流采样值通过所述显示电路显示。 
还包括一预置电路，所述预置电路用于对所述恒流源的输出电流值进行设定，预置电路主要对恒流(CC)工作模式的电流范围100mA～900mA进行设置。 
所述预置电路包括一DAC数模转换器，所述DAC数模转换器将设定的数字量转换为模拟电信号，所述DAC数模转换器由DAC0832数模转换芯片为核心来实现。 
在定电流工作模式时，电子负载所流过的负载电流依据所设定的电流值而保持恒定，与输入电压大小无关，即负载电流保持设定值不变。 
如图3-3所示，该电路是一个常用的恒流电路，电路上第一级运放是一个反相比例运放，放大倍数为1，其实就是把我们在之前设定的恒流值转换成的电压基准信号进行翻转，生成第二级运放构成的比较器需要的基准信号。该电路也有阻抗变换的作用。 
第二级运放构成一个加法器，把生成的基准信号与电流采样信号相加。但由于基准信号是负的，电流采样信号是正的，其实做的是个减法计算，当然结果要反相，因为是反相加法器，其公式为
给定一个预置信号U1，被测电源信号R+电压增加，R17上的电压增加，R16上的电压增加，Ui增加，Ui与U1经过第二级运放构成的一个反相加法器使Q1基极电压减小，则R17上的电压减小，这样电路最终维持在恒定的给值上，也就实现了恒流工作。 
电压采样电路中，由于电子负载的输入电压范围比较宽，实际工作电压较高，采样前首先进行了分压设计。如图3-4所示采用1/11的分压，输出送往A/D采样添加一个电压跟随器，没有放大作用，输出电压与输入电压相同，提高了 输入阻抗，对电路进行缓冲，起到承上启下的作用。同时起到隔离作用，减少了电磁干扰的影响，减少了强电流功率对控制电路的损害。 
在电压采样电路调试时，发现采样值不是完全按照设计的理论值实现的，考虑到电阻的实际值与标称值是有出入的，所以在采样电路中设置了电位器来进行调整。 
电流采样电路中，首先借助采用电阻R17将电流信号转换为电压信号，输出送往A/D采样添加一个电压跟随器，不起放大作用。如图3-5所示，提高电路带负载能力，取到缓冲、隔离作用。本发明提供的显示电路通过一选通电路与所述电压采样电路、电流采样电路连接，并通过选通电路选择显示电压采样值还是电流采样值。 
如图3-6所示，DAC0832是采样频率为八位的D/A转换芯片，集成电路内有两级输入寄存器，使DAC0832芯片具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式，以便适于各种电路的需要(如要求多路D/A异步输入、同步转换等)。 
该电路采用0832进行D/A转换结果，采用电流形式输出，后级采用一个高输入阻抗的线性运放把电流转换成电压。运放的反馈电阻可通过RFB端引用片内固有电阻，也可外接。 
本发明提供的恒流工作模式下的直流电子负载测得的电流值与电压值可以通过显示电路直观的显示出来，采用手动调节的方式，而且高精度的器件可以获得足够的精度，电路中恒流部分相对独立，便于检测观察。 
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。 

Claims (9)

1.一种恒流工作模式下的直流电子负载，其特征在于，包括预置电路、恒流源、电压采样电路、电流采样电路以及显示电路，所述恒流源与一被测电源连接，所述电压采样电路、电流采样电路分别与所述被测电源连接，所述显示电路分别与所述电压采样电路、电流采样电路连接；
所述电子负载为被测电源为恒流源提供多种数值的电压输入，所述恒流源接收电压输入并输出恒定电流，所述电压采样电路采样获得所述恒流源的电压采样值，所述电流采样电路采样获取所述恒流源的电流采样值，所述电压采样值与电流采样值通过所述显示电路显示。
2.如权利要求1所述的恒流工作模式下的直流电子负载，其特征在于，还包括一预置电路，所述预置电路用于对所述恒流源的输出电流值进行设定。
3.如权利要求2所述的恒流工作模式下的直流电子负载，其特征在于，所述预置电路包括一DAC数模转换器，所述DAC数模转换器将设定的数字量转换为模拟电信号。
4.如权利要求3所述的恒流工作模式下的直流电子负载，其特征在于，DAC数模转换器包括DAC0832数模转换芯片。
5.如权利要求1所述的恒流工作模式下的直流电子负载，其特征在于，所述恒流源包括一反向比例运放与一加法器，所述反向比例运放将设定的恒流值转换成电压基准信号并进行翻转生成基准信号，所述加法器将所述基准信号与电流采样信号相加。
6.如权利要求1所述的恒流工作模式下的直流电子负载，其特征在于，所述电压采样电路包括一分压电路、A/D采样电路以及一个电压跟随器。
7.如权利要求1所述的恒流工作模式下的直流电子负载，其特征在于，所述电流采样电路包括一电阻A/D采样电路以及一个电压跟随器。
8.如权利要求1所述的恒流工作模式下的直流电子负载，其特征在于，所述显示电路包括三位半A/D转换电路，所述三位半A/D转换电路将模拟量转化为数字量。
9.如权利要求1所述的恒流工作模式下的直流电子负载，其特征在于，所述显示电路通过一选通电路与所述电压采样电路、电流采样电路连接。
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