CN204389660U - 一种基于场效应管式的电子负载装置 - Google Patents

一种基于场效应管式的电子负载装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型具体涉及了一种基于场效应管式的电子负载装置。该电子负载装置输入电路,显示电路,所述电子负载装置还包括采样电路、调节电参数的主控电路、带A/D转换器和PWM输出功能的单片机,所述主控电路耦合到所述单片机的PWM输出引脚,所述采样电路的采集端耦合到主控电路;输出端耦合到所述单片机的A/D输入引脚;所述输入电路、显示电路分别与所述单片机耦合。本实用新型能够极大地节约成本。

Description

一种基于场效应管式的电子负载装置
技术领域
本实用新型涉及一种基于场效应管式的电子负载装置,具体涉及一种用于直流电源的出厂试验及日常维修的电子负载装置。
背景技术
直流电源是各类电子装置可靠且稳定运行的关键部件,其特性指标主要包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围,其质量指标主要包括稳压系数、输出电阻、纹波电压及温度系数等,这些参数的测定是保证调试检测直流电源并保证其制造质量的重要手段。在工业领域,直流电源的性能测试主要通过电子负载来实现。电子负载作为一种电力电子装置,其原理是控制功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或晶体管的导通量(即占空比大小),靠功率管的耗散功率消耗电能,进而能够准确检测出负载电压,精确调整负载电流,具有使用灵活和节约能源等优点,被广泛地应用于电源测试中。
市场上大多数电子负载除了控制和显示功能使用微处理器实现外,其它如恒流、恒压控制均是用单独的电路模块实现,另外还必须配有单独的隔离A/D模块。如专利文献CN101206249A于2008年06月25日公开一种基于不使用单片机的、独立电流量测的电子负载装置。该电子负载装置包括:电源供给电路、电流控制电路及量测接口电路。可调分流基准源电源供给电路用于提供控制可调分流基准源电流控制电路的工作电压。可调分流基准源电源供给电路包括相连接的电压调节单元及比较放大单元。可调分流基准源电压调节单元的电压输出端连接到可调分流基准源比较放大单元的同相输入端;可调分流基准源比较放大单元的反相输入端连接到可调分流基准源电流控制电路的输出端。可调分流基准源电流控制电路及可调分流基准源量测接口电路串接于待测电源上。可调分流基准源电流控制电路控制流入可调分流基准源量测接口电路的电流大小。量测接口电路用于提供供测量仪器接入的接口。
专利文献CN103424580A于2013年12月04日公开了一种基于单片机、数字-模拟转换器分立的电子负载,用于过温保护控制。该电子负载包括电压供应单元、放大电路、场效应管和电流采样电阻。该放大电路包括第一输入端、第二输入端和输出端。该放大电路的第一输入端与该电压供应单元连接,用于接收该电压供应单元所输出的电压,该放大电路的第二输入端与该场效应管的源极连接,该放大电路的输出端与该场效应管的栅极连接。该场效应管的漏极与一待测电源连接。该电流采样电阻的一端接地,该电流采样电阻的另一端分别与该场效应管的源极和该放大电路的第二输入端连接。该放大电路根据待测电源的负载需求将电压供应单元所输出的电压放大以驱动该场效应管。
专利文献CN 202563298 U于2012年11月28日公开了一种A/D转换器、单片机、恒流恒压分立的电路架构。该可调电子负载装置包括单片机、A/D转换电路、串行D/A转换电路、稳压比较电路、恒流源控制电路、射极跟随器;所述单片机分别连接所述A/D转换电路、所述串行D/A转换电路;所述A/D转换电路连接到所述射极跟随器;所述串行D/A转换电路连接到所述稳压比较电路;所述稳压比较电路连接到所述恒流源控制电路。
上述现有技术制造的产品安全性能好,且不易受外界影响,适用于工业试验中,但其缺点是造价太高,对小规模的试验来讲成本过于昂贵。而在传统的采用滑动变阻器电阻箱的测试方法中,其负载系统的调节性较差,难于模拟出特定负载特性和满足测试需求。
专利文献CN 202837425 U于2013年03月27日公开了一种低功耗直流电子负载,包括有功率驱动电路、内置12位A/D转换器和D/A转换器的单片机、电压采样电路、电流采样电路,电压采样电路、电流采样电路的输入端分别与功率驱动电路连接,电压采样电路、电流采样电路的输出端分别接入单片机内置A/D转换器的通道,单片机通过软件编程对电压、电流和电阻进行预设置,单片机内置D/A转换器的通道分别连接有恒压电路、恒流电路、横阻电路的信号输入端,恒压电路、恒流电路、恒阻电路的信号输出端分别与功率驱动电路控制连接,单片机外接报警电路、显示电路,单片机通过通讯接口与上位机通讯连接。本实用新型具有低功耗、稳定性好,精度高的优点。
基于内置12位A/D转换器和D/A转换器的单片机的低功耗直流电子负载,单片机通过软件编程对电压、电流和电阻进行预设置,然后通过单片机内置D/A转换器的通道输出模拟信号调节电压电流。模拟信号电压幅值不易控制,调节精度有限,且恒压恒流两套电路的架构也增加了电路的复杂度,推高生产成本。
实用新型内容
针对上述现有技术,本实用新型所要解决的技术问题是为电源测试提供一种造价便宜的电子负载装置。
一种基于场效应管式的电子负载装置,包括输入电路,显示电路,所述电子负载装置还包括采样电路、调节电参数的主控电路、带A/D转换器和PWM输出功能的单片机,所述主控电路耦合到所述单片机的PWM输出引脚,所述采样电路的采集端耦合到主控电路;输出端耦合到所述单片机的A/D输入引脚;所述输入电路、显示电路分别与所述单片机耦合。
进一步的,所述采样电路包括运算放大电路,分压模块和采样电阻;所述分压模块和采样电阻串联,并设置在主控电路电源输入端的正极和电源接地端之间,所述分压模块的输出电压直接耦合到单片机的第一A/D输入引脚;所述采样电阻的输出电压通过运算放大电路耦合到单片机的第二A/D输入引脚。由于电子负载设计的输入电压范围比较宽,且电压较高,采样前首先进行分压,经过分压之后可以直接输入单片机进行A/D转换;电流采样电路中;使用采样电阻,其输出经过运放放大后输入单片机,有利于提高采样精度。
进一步的,所述分压模块包括串接的第一电阻和第一可调电阻,所述第一可调电阻与第一电阻连接的一端耦合到所述单片机的第一A/D输入引脚,并与电源接地端之间连接有第一电容;所述第一可调电阻通过采样电阻耦合到电源接地端。利用第一可调电阻,能调节分压模块输出的电压比率,从而适配不同应用场合的电压采集要求。而第一电容则有利于过滤谐波,使输出电压更为平稳,提高采集精度。
进一步的,所述运算放大电路包括运算放大器,所述运算放大器同向输入端通过第二电阻与所述采样电阻耦合;其反向输入端通过第三电阻连接到电源接地端;其电源端连接到第一基准电压,并通过第二电容连接到电源接地端;其输出端耦合到所述单片机的第二A/D输入引脚,并通过第三电容连接到电源接地端;所述运算放大器的反向输入端和输出端之间还串接有第二可调电阻。
进一步的,所述主控电路包括升压斩波模块;所述升压斩波模块包括可控开关、第一电感、第一二极管、第二二极管、第四电阻、第五电阻、第四电容和极性电容;所述第一电感一端耦合到所述主控电路的电源输入端的正极,另一端耦合到第一二极管的正极,并通过可控开关耦合到所述电源输入端的负极;所述可控开关的控制端通过第四电阻耦合到所述单片机的PWM输出引脚;所述第五电阻和第四电容串联后并联在所述可控开关的输入端和输出端,所述第二二极管与第五电阻并联,其正极与第一二极管的正极连接,负极连接到第四电容与第五电阻连接的一端;所述极性电容正极与第一二极管负极连接,负极连接到电源接地端。采用升压斩波模块配合PWM控制进行电参数控制,既可以实现恒流控制,也可以实现恒压控制,一套电路可以实现多种功能,有利于简化电路,降低成本。
进一步的,所述可控开关为场效晶体管(MOSFET),所述电子负载装置还包括驱动场效晶体管的驱动电路;所述第四电阻通过驱动电路耦合到所述单片机的PWM输出引脚。
进一步的,所述驱动电路包括兼有光耦隔离和电磁隔离功能的驱动芯片。此类驱动芯片适用于中小功率变换装置,其内部设有专门的自举电路使驱动电路能够利用单片机发出的PWM波控制信号控制MOSFET的通断。
进一步的,所述输入电路包括按键;所述显示电路包括LCD显示屏。
进一步的,所述采样电路包括运算放大电路,分压模块和采样电阻;所述分压模块和采样电阻串联,并设置在主控电路电源输入端的正极和电源接地端之间,所述分压模块的输出电压直接耦合到单片机的第一A/D输入引脚;所述采样电阻的输出电压通过运算放大电路耦合到单片机的第二A/D输入引脚;所述分压模块包括串接的第一电阻和第一可调电阻,所述第一可调电阻与第一电阻连接的一端耦合到所述单片机的第一A/D输入引脚,并与电源接地端之间连接有第一电容;所述采样电阻为0.1欧姆的康铜丝;所述第一可调电阻通过采样电阻耦合到电源接地端;
所述运算放大电路包括运算放大器,所述运算放大器同向输入端通过第二电阻与所述采样电阻耦合;其反向输入端通过第三电阻连接到电源接地端;其电源端连接到第一基准电压,并通过第二电容连接到电源接地端;其输出端耦合到所述单片机的第二A/D输入引脚,并通过第三电容连接到电源接地端;所述运算放大器的反向输入端和输出端之间还串接有第二可调电阻;
所述主控电路包括升压斩波模块;所述升压斩波模块包括可控开关、第一电感、第一二极管、第二二极管、第四电阻、第五电阻、负载电阻、第四电容、极性电容、熔断保护器和指示灯;所述第一电感一端通过熔断保护器和指示灯耦合到所述主控电路的电源输入端的正极,另一端耦合到第一二极管的正极,并通过可控开关耦合到所述电源输入端的负极;所述可控开关的控制端通过第四电阻耦合到所述单片机的PWM输出引脚;所述第五电阻和第四电容串联后并联在所述可控开关的输入端和输出端,所述第二二极管与第五电阻并联,其正极与第一二极管的正极连接,负极连接到第四电容与第五电阻连接的一端;所述极性电容正极与第一二极管负极连接,负极连接到电源接地端;所述负载电阻一端连接到所述第一二极管的负极,另一端连接到所述第二采样电阻与第二分压模块连接的一端。
本实用新型选用带A/D转换器和PWM输出功能的单片机,采样电路直接从主控电路中采集电参数信息,然后反馈回单片机,单片机通过对采样电流电压和预制电流电压比较,输出不同占空比的PWM到主控电路,只要调整单片机的动作逻辑,通过PWM控制,既能实现恒压控制,也能实现恒流控制,实现不同的调节目的,这样能够极大地节约成本。
附图说明
图1为本实用新型实施例一电子负载装置的系统原理示意图;
图2为本实用新型实施例二电子负载装置的系统原理示意图
图3为本实用新型实施例三电子负载装置的电流采样电路示意图;
图4为本实用新型实施例三电子负载装置的主控电路示意图;
图5本实用新型实施例三电子负载装置的驱动电路示意图;
图6本实用新型实施例三电子负载装置的单片机管脚示意图;
图7为本实用新型实施例四电子负载装置的工作流程示意图;
图8为本实用新型实施例四电子负载装置的A/D模块工作流程示意图;
图9为本实用新型实施例四的电子负载装置在恒压模式下PWM调节流程示意图。
其中:1、输入电路;11、键盘;2、采样电路;3、单片机;31、PWM输出引脚;32、A/D输入引脚;4、显示电路;14、LCD显示屏;5、驱动电路;6、主控电路;7、大功率负载;8、被测电源。
主要符号元件说明
电阻 R5~R7、R9
可变电阻 R2、R2、R22
负载电阻 R10
采样电阻 R20
电容 C2~C4、C6、C7、C20
极性电容 C5
熔断保护器 F1
发光二极管 D1
二级管 D2、D4~D6
场效应管 Q1
电感 L1
J1 插头
单片机引脚连接定义
I/O口 应用
PB0~PB7 1602DB0~DB7
PA1 电流A/D输入
PD2 1602RS
PD3 1602E
PA0 电压A/D输入
PD7 PWM波输出
PD4 1602R/W
PA2~PA7 KEY1~KEY6
如下具体优选实施例将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
实施例一
如图1所示,本实施方式公开的基于场效应管式的电子负载装置包括输入电路1,显示电路4,所述电子负载装置还包括采样电路2、调节电参数的主控电路6、带A/D转换器和PWM输出功能的单片机3,所述主控电路6耦合到所述单片机3的PWM输出引脚31,所述采样电路2的采集端耦合到主控电路6;输出端耦合到所述单片机3的A/D输入引脚32;所述输入电路1、显示电路4分别与所述单片机3耦合。
本实用新型选用带A/D转换器和PWM输出功能的单片机3,采样电路2直接从主控电路6中采集电参数信息,然后反馈回单片机3,单片机3通过对采样电流电压和预制电流电压比较,输出不同占空比的PWM到主控电路6,只要调整单片机3的动作逻辑,通过PWM控制,既能实现恒压控制,也能实现恒流控制,实现不同的调节目的,这样能够极大地节约成本。
实施例二
如图2所示,本实施方式公开的基于场效应管式的电子负载装置包括输入电路1,显示电路4,所述电子负载装置还包括采样电路2、调节电参数的主控电路6、带A/D转换器和PWM输出功能的单片机3,所述主控电路6耦合到所述单片机3的PWM输出引脚,所述采样电路2的采集端耦合到主控电路6;输出端耦合到所述单片机3的A/D输入引脚。
主控电路6包括通过场效晶体管(MOSFET)控制的升压斩波模块;MOSFET控制端通过一驱动电路5连接到单片机3的PWM输出引脚。升压斩波电路输入端耦合到被测电源8,输出端耦合到大功率负载7。所述输入电路1包括键盘11;所述显示电路4包括LCD显示屏14,键盘11和LCD显示屏14分别耦合到单片机3。
采用升压斩波模块配合PWM控制进行电参数控制,既可以实现恒流控制,也可以实现恒压控制,一套电路可以实现多种功能,有利于简化电路,降低成本。
实施例三
本实施方式公开的基于场效应管式的电子负载装置包括输入电路1,显示电路4,所述电子负载装置还包括采样电路2、调节电参数的主控电路6、带A/D转换器和PWM输出功能的单片机3,所述主控电路6耦合到所述单片机3的PWM输出引脚,所述采样电路2的采集端耦合到主控电路6;输出端耦合到所述单片机3的A/D输入引脚。主控电路6包括通过可控开关Q1控制的升压斩波模块;可控开关Q1控制端通过一驱动电路5连接到单片机3的PWM输出引脚。升压斩波电路输入端耦合到被测电源8,输出端耦合到大功率负载7。输入电路1包括键盘11,显示电路4包括LCD显示屏14,LCD显示屏14型号可选用LCD1602。
采样电路2包括电压采样电路2和电流采样电路2,从主控电路6中采集实际工作电压和电流,反馈到单片机3,实现自动调节。本实用新型的采样电路2既可以采集升压斩波电路输入端的电压电流,也可以采集升压斩波电路输出端的电压电流,如有必要,两端同时采集也是可行。下面以采集升压斩波电路输出端电压电流为例进行说明。
如图3所示,采样电路包括运算放大电路,分压模块和采样电阻R20;
所述分压模块和采样电阻R20串联,并设置在主控电路6电源输入端的正极和电源接地端之间,所述分压模块的输出电压直接耦合到单片机3的第一A/D输入引脚;所述采样电阻R20的输出电压通过运算放大电路耦合到单片机3的第二A/D输入引脚;所述分压模块包括串接的第一电阻R3和第一可调电阻R1,所述第一可调电阻R1与第一电阻R3连接的一端耦合到所述单片机3的第一A/D输入引脚,并与电源接地端之间连接有第一电容C1;所述采样电阻R20为0.1欧姆的康铜丝;所述第一可调电阻R1通过采样电阻R20耦合到电源接地端。由于电子负载设计的输入电压范围比较宽,且电压较高,采样前首先进行分压,经过分压之后可以直接输入单片机3进行A/D转换;电流采样电路2中;使用采样电阻,其输出经过运放放大后输入单片机3,有利于提高采样精度。利用第一可调电阻R2,能调节分压模块输出的电压比率,从而适配不同应用场合的电压采集要求。而第一电容C2则有利于过滤谐波,使输出电压更为平稳,提高采集精度。
升压斩波模块第一电感L1、第一二极管D4、第二二极管D5、第四电阻R4、第五电阻R9、负载电阻R10、第四电容C4、极性电容C5、熔断保护器F1和指示灯D1,指示灯选用LED。升压斩波模块的可控开关Q1优选MOSFET。所述第一电感L1一端通过熔断保护器F1和指示灯D1耦合到所述主控电路6的电源输入端的正极,另一端耦合到第一二极管D4的正极,并通过MOSFET耦合到所述电源输入端的负极;所述MOSFET的控制端通过第四电阻R4以及驱动电路5耦合到所述单片机3的PWM输出引脚;所述第五电阻R9和第四电容C4串联后并联在所述MOSFET的输入端和输出端,所述第二二极管D5与第五电阻R9并联,其正极与第一二极管D4的正极连接,负极连接到第四电容C4与第五电阻R9连接的一端;所述极性电容C5正极与第一二极管D4负极连接,负极连接到电源接地端;所述负载电阻R10一端连接到所述第一二极管D4的负极,另一端连接到所述第二采样电阻R20与第二分压模块连接的一端。采用升压斩波模块配合PWM控制进行电参数控制,既可以实现恒流控制,也可以实现恒压控制,一套电路可以实现多种功能,有利于简化电路,降低成本。
如图4所示,运算放大器可选用LM358。LM358内部包含两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器,适合于电源电压范围比较宽的单电源使用,满足系统设计要求。具体电路包括:所述运算放大电路包括运算放大器(OP),所述运算放大器(OP)同向输入端通过第二电阻(R7)与所述采样电阻耦合;其反向输入端通过第三电阻(R6)连接到电源接地端;其电源端连接到第一基准电压,并通过第二电容(C10)连接到电源接地端;其输出端耦合到所述单片机(3)的第二A/D输入引脚,并通过第三电容(C3)连接到电源接地端;所述运算放大器(OP)的反向输入端和输出端之间还串接有第二可调电阻(R12);
驱动电路5包括兼有光耦隔离和电磁隔离的驱动芯片,该芯片可以选用IR2110来驱动MOSFET,该类芯片在中小功率变换装置中得到了广泛的应用。其内部设有专门的自举电路使驱动电路5能够利用单片机3发出的PWM波控制信号控制MOSFET的通断,其外围电路如图5所示。
单片机3可以选用爱特梅尔公司(ATMEL)生产的ATMEGA16单片机3,其具有LCD显示、PWM控制、A/D转换、键盘11等功能,其管脚图如图6所示。键盘11与单片机3的引脚PA2~PA7连接,向单片机3输入信号,单片机3的引脚PD2、引脚PD3、引脚PD4和引脚PB0~PB7与LCD显示屏14的RS端、E端、R/W端和DB0~DB7端连接,将信息参数显示在LCD显示屏14上。所述单片机3的PA1端与采样电路2中的双运算放大器的输出管脚相连,将采样电路2检测到的电流信号经A/D转换输入到单片机3中。所述单片机3的PA0端与主控电路6的A/D转换电压输入端AD.U_IN或AD.U_OUT连接,将采样电路2检测到的电压信号经A/D转换输入到单片机3中。另外,所述单片机3的PD7端与驱动电路5的HIN端连接,把PWM波控制信号输入所述驱动电路5再经其输出端HO输入到主控电路6中的PWM输入端PWMIN。
实施例四
本实施方式结合实施例三的电子负载,阐述本实用新型的工作原理。
如图7所示,电子负载装置开始工作时,所述单片机通电,而后进行系统的初始化工作。由于LCD显示、A/D采集、数据处理、按键扫描等过程都要占用较长的处理器时间,影响系统的调节速度,因此可以把系统设置和自动调节分为两个独立的子任务分开完成。系统启动后,单片机判断按键的启动键是否被按下,如果没有按下,系统默认为功能设置,此时所述单片机只执行工作方式设定、预置数据输入、按键查询、预置数据在LCD显示屏上显示等功能。同时,在设置的模式下,系统不进行调节,在调节时,系统不能设置。
系统通电初始化,如果所述按键没有按下启动键或者已按下停止键则系统进入功能设置模型,可选择模式和工作方式以及设置预定值,并把设定的结果显示在LCD显示屏上。如果所述按键按下的是启动键,系统将通过采样电路从主控电路中检测电流信号和电压信号,进而通过单片机的端经A/D转输入单片机,转换后的数字量(电压或电流)作为测量实际值显示在LCD显示屏上。同时,单片机将输入的测量实际值与设置预定值进行比较,根据比较的结果调节PWM的占空比,并将PWM控制信号输入驱动电路,再接入场效应管的栅极进而控制其导通率,由于所述场效应管的漏极接地,其功能相当于可变电阻。与常规电子负载相比,用场效应晶体管做可变电阻具有工作速度快,可靠性好和控制灵敏度高等优点,而且既无机械触点,也无运动部件,噪声低,寿命长。
一种优选的A/D模块软件程序实施例如图8所示。单片机通过采样电路采集负载的工作电流和电压。ATmega16型号的单片机内部含有8路10位高速A/D转换器。对采样信号进行10位A/D转换,并且取每10次转换平均取值为最终采样结果。这种设计方法可提高精度和准确率,达到软件滤波的效果。
下面结合恒压模式阐述本实用新型的PWM控制方式,恒流调节方式类似,都可以基于同一套主控电路实现。
在恒压模式下所述电子负载装置PWM调节程序如图9所示。当系统进入恒压调节后,所述单片机内寄存器值初始化为最大值,此时其输出的PWM控制信号占空比为0%,在驱动电路的作用下,所述场效应管接近不导通状态,使其两端电压最大,流过场效应管的电流为最小。然后,所述电子负载装置的采样电路从主控电路中采集当前实际电压信号,输入单片机经A/D转换后与设定的预置电压相比较,得到电压偏移量,然后通过比较规则,得到寄存器增加的值,从调节PWM占空比,经驱动电路调节场效应管的导通率,待所述场效应管工作稳定后,再次返回当前实际电压信号,通过与预置电压比较,判断下一个调节方向,进入新的调节过程。如此循环,连续调节,所述一种基于场效应管的电子负载装置即可在恒压模式下工作。据本发明,在恒流模式下,取实际电流信号与预置电流进行比较进而调节PWM占空比即可实现恒流工作,在恒功率模式下,比较实测电压信号与实测电流的乘积与预置功率值进而调节PWM占空比即可实现恒功率工作。
本发明所述的一种基于场效应管的电子负载装置可以很好的替代传统测试方法中采用的滑动变阻器等,使对电源的输出特性的测试变得简单可靠。在传统方法难以解决的领域里,电子负载可以根据实际应用中的要求进行设置,具有显著的优越性。另外,在本发明的基础上,还可以进行功能拓展,如加入整流逆变模块,实现小功率交流电子负载,也可将热损耗回馈电网,实现能量的循环利用。
应当说明的是,以上实施例仅是用来说明本实用新型,而并非用作为对本实用新型的限定,尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种基于场效应管式的电子负载装置,包括输入电路(1),显示电路(4),其特征在于,所述电子负载装置还包括采样电路(2)、 调节电参数的主控电路(6)、带A/D转换器和PWM输出功能的单片机(3),所述主控电路(6)耦合到所述单片机(3)的PWM输出引脚,所述采样电路(2)的采集端耦合到主控电路(6);输出端耦合到所述单片机(3)的A/D输入引脚;所述输入电路、显示电路分别与所述单片机(3)耦合。
2.如权利要求1所述的一种基于场效应管式的电子负载装置,其特征在于,所述采样电路(2)包括运算放大电路,分压模块和采样电阻(R20);所述分压模块和采样电阻串联,并设置在主控电路(6)电源输出端的正极和电源接地端之间,所述分压模块的输出电压直接耦合到单片机(3)的第一A/D输入引脚;所述采样电阻的输出电压通过运算放大电路耦合到单片机(3)的第二A/D输入引脚。
3.如权利要求2所述的一种基于场效应管式的电子负载装置,其特征在于,所述分压模块包括串接的第一电阻(R5)和第一可调电阻(R2),所述第一可调电阻与第一电阻(R5)连接的一端耦合到所述单片机(3)的第一A/D输入引脚,并与电源接地端之间连接有第一电容(C2);所述第一可调电阻通过采样电阻耦合到电源接地端。
4.如权利要求2所述的一种基于场效应管式的电子负载装置,其特征在于,所述运算放大电路包括运算放大器(OP),所述运算放大器(OP)同向输入端通过第二电阻(R7)与所述采样电阻耦合;其反向输入端通过第三电阻(R6)连接到电源接地端;其电源端连接到第一基准电压,并通过第二电容(C10)连接到电源接地端;其输出端耦合到所述单片机(3)的第二A/D输入引脚,并通过第三电容(C3)连接到电源接地端;所述运算放大器(OP)的反向输入端和输出端之间还串接有第二可调电阻(R12)。
5.如权利要求1所述的一种基于场效应管式的电子负载装置,其特征在于,所述主控电路(6)包括升压斩波模块;所述升压斩波模块包括可控开关(Q1)、第一电感(L1)、第一二极管(D4)、第二二极管(D5)、第四电阻(R4)、第五电阻(R9)、第四电容(C4)和极性电容(C5);所述第一电感一端耦合到所述主控电路(6)的电源输入端的正极,另一端耦合到第一二极管的正极,并通过可控开关耦合到所述电源输入端的负极;所述可控开关的控制端通过第四电阻耦合到所述单片机(3)的PWM输出引脚;所述第五电阻和第四电容串联后并联在所述可控开关的输入端和输出端,所述第二二极管与第五电阻并联,其正极与第一二极管的正极连接,负极连接到第四电容与第五电阻连接的一端;所述极性电容正极与第一二极管负极连接,负极连接到电源接地端。
6.如权利要求5所述的一种基于场效应管式的电子负载装置,其特征在于,所述可控开关为场效晶体管,所述电子负载装置还包括驱动场效晶体管的驱动电路(5);所述第四电阻通过驱动电路耦合到所述单片机(3)的PWM输出引脚。
7.如权利要求6所述的一种基于场效应管式的电子负载装置,其特征在于,所述驱动电路(5)包括兼有光耦隔离和电磁隔离功能的驱动芯片。
8.如权利要求1所述的一种基于场效应管式的电子负载装置,其特征在于,所述输入电路包括键盘(11)。
9.如权利要求1所述的一种基于场效应管式的电子负载装置,其特征在于,所述显示电路包括LCD显示屏(14)。
10.如权利要求1所述的一种基于场效应管式的电子负载装置,其特征在于,
所述采样电路(2)包括运算放大电路,分压模块和采样电阻(R20);所述分压模块和采样电阻串联,并设置在主控电路(6)电源输出端的正极和电源接地端之间,所述分压模块的输出电压直接耦合到单片机(3)的第一A/D输入引脚;所述采样电阻的输出电压通过运算放大电路耦合到单片机(3)的第二A/D输入引脚;所述分压模块包括串接的第一电阻(R5)和第一可调电阻(R2),所述第一可调电阻与第一电阻连接的一端耦合到所述单片机(3)的第一A/D输入引脚,并与电源接地端之间连接有第一电容(C2);所述采样电阻为0.1欧姆的康铜丝;所述第一可调电阻通过采样电阻耦合到电源接地端;
所述运算放大电路包括运算放大器(OP),所述运算放大器(OP)同向输入端通过第二电阻(R7)与所述采样电阻耦合;其反向输入端通过第三电阻(R6)连接到电源接地端;其电源端连接到第一基准电压,并通过第二电容(C10)连接到电源接地端;其输出端耦合到所述单片机(3)的第二A/D输入引脚,并通过第三电容(C3)连接到电源接地端;所述运算放大器(OP)的反向输入端和输出端之间还串接有第二可调电阻(R12);
所述主控电路(6)包括升压斩波模块;所述升压斩波模块包括可控开关(Q1)、第一电感(L1)、第一二极管(D4)、第二二极管(D5)、第四电阻(R4)、第五电阻(R9)、负载电阻(R10)、第四电容(C4)、极性电容(C5)、熔断保护器(F1)和指示灯(D1);所述第一电感一端通过熔断保护器和指示灯耦合到所述主控电路(6)的电源输入端的正极,另一端耦合到第一二极管的正极,并通过可控开关耦合到所述电源输入端的负极;所述可控开关的控制端通过第四电阻耦合到所述单片机(3)的PWM输出引脚;所述第五电阻和第四电容串联后并联在所述可控开关的输入端和输出端,所述第二二极管与第五电阻并联,其正极与第一二极管的正极连接,负极连接到第四电容与第五电阻连接的一端;所述极性电容正极与第一二极管负极连接,负极连接到电源接地端;所述负载电阻(R10)一端连接到所述第一二极管的负极,另一端连接到所述第二采样电阻与第二分压模块连接的一端。
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