CN208188173U - 一种恒流型电子负载 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种恒流型电子负载，包括电流控制模块、MOS管及采样电阻；所述MOS管的栅极与所述电流控制模块的电流控制端连接，所述MOS管与所述采样电阻串联，所述电流控制模块的电流反馈端与所述采样电阻连接，所述电流控制模块通过所述电流反馈端采集所述采样电阻的电压值，并根据采集到的电压值来输出控制信号对所述MOS管的栅极电压进行调节，从而调节所述MOS管线性工作区的电阻阻值，维持MOS管的电流恒定。本实用新型利用MOS管的线性工作区作为可变电阻，通过电流控制模块调整MOS管的阻值来保证电子负载的恒流。本实用新型不仅体积小，灵活性好，且由于MOS管线性度好，因此也可保证电子负载的恒流性能，提高检测精度。

Description

一种恒流型电子负载

技术领域

本实用新型涉及一种电子负载，具体的说，是涉及一种恒流型电子负载。

背景技术

电子负载是一种用于模拟真实环境负载的用电器，一般应用于各种电源、电池、适配器及需要电子负载测试的场合。

目前，对车身控制器的性能进行检测时，由于车身控制器所需电流较强，需采用不同型号的功率电阻作为车身控制器负载，或采用可调大体积功率电阻作为负载，这就导致一般的车身控制器的电子负载体积较大，占用场地较多，同时，灵活性也差，给调整电流造成不便；此外，由于大体积功率电阻或多个不同型号的功率电阻集合易受温度、接电时长等因素的影响，线性度会降低，这就导致其作为车身控制器电子负载的精度降低，不能保证恒流。

因此，有必要提供一种新的恒流型电子负载，以解决上述技术问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种恒流型电子负载，利用MOS管的线性工作区作为可变电阻，通过电流控制模块调整MOS管的阻值来保证电子负载的恒流。本实用新型不仅体积小，灵活性好，且由于MOS管线性度好，因此也可保证电子负载的恒流性能，提高检测精度。

为实现上述目的，本实用新型具体方案如下：

一种恒流型电子负载，包括电流控制模块、MOS管及采样电阻；所述MOS管的栅极与所述电流控制模块的电流控制端连接，所述MOS管与所述采样电阻串联，所述电流控制模块的电流反馈端与所述采样电阻连接，所述电流控制模块通过所述电流反馈端采集所述采样电阻的电压值，并根据采集到的电压值来输出控制信号对所述MOS管的栅极电压进行调节，从而调节所述MOS管线性工作区的电阻阻值，维持MOS管的电流恒定。

作为一种优选的技术方案，所述电流控制模块包括主控制器、驱动模块及电压反馈模块，所述驱动模块和所述电压反馈模块分别与所述主控制器连接；所述驱动模块作为所述电流控制模块的输出端与所述MOS管连接，并根据所述主控制器输出的电压信号对MOS管的栅极电压进行调节；所述电压反馈模块与所述采样电阻连接，将通过采样电阻采集到的所述MOS管的漏极电压信息反馈至主控制器。

作为一种优选的技术方案，所述驱动模块包括比较电路及基准电压电路，所述比较电路的两个输入端分别连接所述主控制器和所述基准电压电路，所述比较电路的输出端连接所述MOS管的栅极，所述比较电路通过对两个输入端之间电压进行比较，输出比较结果对所述MOS管的栅极电压进行控制，进而调整所述MOS管的电阻阻值。

作为一种优选的技术方案，所述比较电路包括比较器，所述比较器的其中一个输入端与所述主控制器连接，所述比较器的另一个输入端与所述基准电压电路连接，所述比较器的输出端与所述MOS管的栅极连接，所述比较器通过将所述主控制器输出信号与所述基准电压电路进行比较，得出对所述MOS管栅极的调节电压。

作为一种优选的技术方案，所述基准电压电路包括上拉电阻和稳压电路，所述上拉电阻与所述稳压电路串联，所述上拉电阻与所述稳压电路之间并联有所述比较电路的一个输入端。

作为一种优选的技术方案，所述电流控制模块还包括电流调节模块，所述电流调节模块与所述主控制器连接，通过所述电流调节模块对所述恒流型电子负载的电流值进行预设。

作为一种优选的技术方案，所述电流调节模块包括程序下载端口，所述程序下载端口与所述主控制器连接，通过所述程序下载端口对所述恒流型电子负载的电流值进行预设。

作为一种优选的技术方案，所述电流调节模块包括手动电流调节模块，所述手动电流调节模块与所述主控制器连接，通过所述手动电流调节模块对恒流型电子负载的电流进行手动调节。

作为一种优选的技术方案，所述恒流型电子负载还包括显示模块，所述显示模块与所述电流控制模块连接，实时显示所述采样电阻的电压及电流值。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型利用MOS管的线性工作区作为可变电阻，通过电流控制模块调整MOS管的阻值来保证电子负载的恒流。本实用新型不仅体积小，且由于MOS管线性度好，因此也可保证电子负载的恒流性能，提高检测精度。

此外，本实用新型还设有电流调节模块，通过该电流调节模块在控制端进行电流预设，实现对恒流型电子负载的电流的调节，具有较高的灵活性，使得本恒流型电子负载适用范围更广。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为实用新型的恒流型电子负载的结构示意图；

图2为实施例一的恒流型电子负载的结构示意图；

图3为实施例二的恒流型电子负载的结构示意图；

图4为实施例二恒流型电子负载的电路图。

其中，100-电流控制模块，200-MOS管，300-采样电阻，400-显示模块；

110-主控制器，120-驱动模块，130-电压反馈模块；140-电流调节模块；

121-比较电路，122-基准电压电路；

141-程序下载端口，142-手动电流调节模块。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术中所描述的，现有的恒流型电子负载体积较大，占用场地较多，且易受环境温度、通电时长的影响，造成恒流性差的问题。

图1是本实用新型技术方案提供的恒流型电子负载的结构示意图，参考图1，恒流型电子负载包括电流控制模块100、MOS管200及采样电阻300；MOS管200的栅极与电流控制模块100的电流控制端连接，MOS管200与采样电阻300串联，电流控制模块100的电流反馈端与采样电阻300连接，电流控制模块100通过电流反馈端采集采样电阻300的电压值，并根据采集到的电压值来输出控制信号对MOS管200的栅极电压进行调节，从而调节MOS管200的线性工作区的电阻阻值，维持MOS管200的电流恒定。

下面结合实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明：

实施例一：

图2是本实施例中恒流型电子负载的结构示意图；参考图2，本实施例中，电流控制模块包括主控制器110、驱动模块120及电压反馈模块130，其中，驱动模块120和电压反馈模块130分别与主控制器110连接；驱动模块120作为电流控制模块100的电流控制端与MOS管200连接，并根据主控制器110输出的电压信号对MOS管200的栅极电压进行调节；电压反馈模块130作为电流控制模块100的电流反馈端与采样电阻连接，电流控制模块100通过电流反馈端采集采样电阻300的电压值，并根据采集到的电压值来输出控制信号对所述MOS管200的栅极电压进行调节，从而调节所述MOS管200的线性工作区的电阻阻值，维持MOS管200的电流恒定。

驱动模块120包括比较电路121及基准电压电路122，比较电路121的两个输入端分别连接主控制器110和基准电压电路122，比较电路121的输出端连接MOS管200的栅极，比较电路121通过对两个输入端之间电压进行比较，输出比较结果对MOS管200的栅极电压进行控制，进而调整MOS管200的电阻阻值。

比较电路121包括比较器，比较器的反向输入端与主控制器连接，比较器的正相输入端与基准电压电路122连接，比较器的输出端与MOS管200的栅极连接，比较器通过将主控制器110输出信号与基准电压电路122进行比较，得出对MOS管200栅极的调节电压。

以下对本实施例一的恒流型电子负载的工作原理进行说明：

电压反馈模块130通过采样电阻实时采集MOS管的漏极电压，并将该电压值反馈至主控制器110处，主控制器110将电压反馈模块130采集的电压值与设定值进行比较，若判定MOS管200出现电流变化，则根据电压的大小浮动方向输出高于或低于基准电压的电压控制信号，控制比较电路121的输出电压值，进而对MOS管的栅极电压进行控制，具体的：主控制器110向比较电路121输出相应的控制信号至比较电路121的反相输入端，比较电路将该控制信号与基准电压电路122提供的基准电压进行比较，并输出比较结果，将该比较结果作用于MOS管200的栅极，对MOS管200线性工作区的工作电阻进行调节，进而实现对MOS管200的稳流。

具体的，电流控制模块100包括主控制器110、驱动模块120、电压反馈模块130及电流调节模块140，驱动模块120和电压反馈模块130分别与主控制器110连接；驱动模块120作为电流控制模块100的输出端与MOS管200连接，并根据主控制器110输出的电压信号对MOS管200的栅极电压进行调节；电压反馈模块130与采样电阻连接，将通过采样电阻采集到的MOS管200的漏极电压信息反馈至主控制器110。

实施例二：

图3是本实施例恒流型电子负载的结构示意图；参考图3，本实施例与实施例一的主要区别在于：

1)本实施例恒流型电子负载还包括显示模块400，显示模块400与所述电流控制模块连接，实时显示采样电阻的电压及电流值；

2)本实施例的电流控制模块还包括电流调节模块140，该电流调节模块140与主控制器110连接，本实施例可通过电流调节模块140对恒流型电子负载进行电流预设，实现了恒流型电子负载电流可调的技术效果，提高了本恒流型电子负载的灵活性。

具体的：

本实施例提供的恒流型电子负载包括电流控制模块100、MOS管200和采样电阻300，MOS管200的栅极与电流控制模块100的电流控制端连接，MOS管200与采样电阻300串联，电流控制模块100的电流反馈端与采样电阻300连接，电流控制模块100通过电流反馈端采集采样电阻300的电压值，并根据采集到的电压值来输出控制信号对MOS管200的栅极电压进行调节，从而调节MOS管200的线性工作区的电阻阻值，维持MOS管200的电流恒定。

具体的，电流控制模块100包括主控制器110、驱动模块120、电压反馈模块130及电流调节模块140，驱动模块120和电压反馈模块130分别与主控制器110连接；驱动模块120作为电流控制模块100的输出端与MOS管200连接，并根据主控制器110输出的电压信号对MOS管200的栅极电压进行调节；电压反馈模块130与采样电阻连接，将通过采样电阻采集到的MOS管200的漏极电压信息反馈至主控制器110。

本实施例中，驱动模块120包括比较电路121及基准电压电路122，比较电路121的两个输入端分别连接主控制器110和基准电压电路122，比较电路121的输出端连接MOS管200的栅极，比较电路121通过对两个输入端之间电压进行比较，输出比较结果对MOS管200的栅极电压进行控制，进而调整MOS管200的电阻阻值。

具体的，比较电路121包括比较器，比较器的反向输入端与主控制器110连接，比较器的正相输入端与基准电压电路122连接，比较器的输出端与MOS管200的栅极连接，比较器通过将主控制器110输出信号与基准电压电路122进行比较，得出对MOS管200栅极的调节电压。

基准电压电路122包括上拉电阻和稳压电路，其中，上拉电阻与所述稳压电路串联，上拉电阻与稳压电路之间并联有所述比较电路的一个输入端，基准电压电路用于为比较电路的相应输入端输入基准比较电压。

电流调节模块140与主控制器110连接，通过电流调节模块140对恒流型电子负载的电流值进行预设。

电流调节模块140包括程序下载端口141和手动电流调节模块142，程序下载端口141和手动电流调节模块142均与主控制器110连接，具体的：程序下载端口141与主控制器110连接，通过程序下载端口141对恒流型电子负载的电流值进行预设；同时，也可通过手动电流调节模块142对恒流型电子负载的电流进行手动调节。

此外，需要说明的是，本实施例中，基准电压电路输出的电压根据采样电阻的标准电压确定，即基准电压电路的输出电压与采样电阻的标准电压相等，但基准电压电路存在的核心意义在于：实现与比较电路另一输入端的电压值作比较，通过比较器输出比较结果来对MOS管200的栅极电压进行控制，因此，本申请对基准电压电路的电压值并不做限定。此外，本实用新型对MOS管的类型不作限定，该MOS管可以为NPN型，也可以为PNP型，也可以为其他类型场效应管，在更换不同结构的MOS管时，仅需适应性的调换基准电压电路122、主控制器110与比较电路两个输入端的连接位置或调整主控制器110的输出电压方向即可。

为了更清楚的说明本实施例的工作原理，以下结合图4对本实施例的不同实施方式进行详细说明：

参见图4，MOS管的输出电流流经取样电阻R6，并在取样电阻R6的两端上有压降，且电流越大，压降也就越大，依据此原理，电压反馈模块通过采集取样电阻R6的电压值，并将该电压值反馈至主控制器U1处，主控制器U1将接收到的电压值与标准电压值进行比较，并根据比较结果向比较电路发送控制电压信号：主控制器U1输出的模拟信号经R5输入到比较电路U3的反相输入端；

基准电压电路向比较电路U3的正相输入端提供基准电压：电源电压VCC经过电阻R2、稳压模块U4产生基准电压，经R3、R4分压后输入到比较电路U3的正相输入端处，用于比较电路U3实现与控制电压信号的比较，比较电路U3输出比较得到的电压信号至MOS管的栅极，由于加在MOS管栅极的电压高低决定了MOS管源极与漏极之间的电阻大小，因而通过改变MOS管的栅极电压来调节MOS管线性工作区的电阻阻值，进而维持MOS管的电流恒定。

此外，本实施例设有程序下载端口J1和手动电流调节电路RP1，程序下载端口J1和手动电流调节电路RP1均与主控制器U1连接，具体的：程序下载端口J1与主控制器U1连接，通过程序下载端口J1对恒流型电子负载的电流值进行预设；同时，也可通过手动电流调节电路RP1对恒流型电子负载的电流进行手动调节。

本实施例利用MOS管的线性工作区作为可变电阻，通过电流控制模块调整MOS管的阻值来保证电子负载的恒流。本实用新型不仅体积小，灵活性好，且由于MOS管线性度好，因此也可保证电子负载的恒流性能，提高检测精度。

本实施例利用MOS管的线性工作区作为可变电阻，通过电流控制模块调整MOS管的阻值来保证电子负载的恒流。本实用新型不仅体积小，灵活性好，且由于MOS管线性度好，因此也可保证电子负载的恒流性能，提高检测精度。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种恒流型电子负载，其特征在于，包括电流控制模块、MOS管及采样电阻；

所述MOS管的栅极与所述电流控制模块的电流控制端连接，所述MOS管与所述采样电阻串联，所述电流控制模块的电流反馈端与所述采样电阻连接，所述电流控制模块通过所述电流反馈端采集所述采样电阻的电压值，并根据采集到的电压值来输出控制信号对所述MOS管的栅极电压进行调节，从而调节所述MOS管线性工作区的电阻阻值，维持MOS管的电流恒定。

2.根据权利要求1所述的一种恒流型电子负载，其特征在于，所述电流控制模块包括主控制器、驱动模块及电压反馈模块，所述驱动模块和所述电压反馈模块分别与所述主控制器连接；所述驱动模块作为所述电流控制模块的输出端与所述MOS管连接，并根据所述主控制器输出的电压信号对MOS管的栅极电压进行调节；所述电压反馈模块与所述采样电阻连接，将通过采样电阻采集到的所述MOS管的漏极电压信息反馈至主控制器。

3.根据权利要求2所述的一种恒流型电子负载，其特征在于，所述驱动模块包括比较电路及基准电压电路，所述比较电路的两个输入端分别连接所述主控制器和所述基准电压电路，所述比较电路的输出端连接所述MOS管的栅极，所述比较电路通过对两个输入端之间电压进行比较，输出比较结果对所述MOS管的栅极电压进行控制，进而调整所述MOS管的电阻阻值。

4.根据权利要求3所述的一种恒流型电子负载，其特征在于，所述比较电路包括比较器，所述比较器的其中一个输入端与所述主控制器连接，所述比较器的另一个输入端与所述基准电压电路连接，所述比较器的输出端与所述MOS管的栅极连接，所述比较器通过将所述主控制器输出信号与所述基准电压电路进行比较，得出对所述MOS管栅极的调节电压。

5.根据权利要求3或4所述的一种恒流型电子负载，其特征在于，所述基准电压电路包括上拉电阻和稳压电路，所述上拉电阻与所述稳压电路串联，所述上拉电阻与所述稳压电路之间并联有所述比较电路的一个输入端。

6.根据权利要求2所述的一种恒流型电子负载，其特征在于，所述电流控制模块还包括电流调节模块，所述电流调节模块与所述主控制器连接，通过所述电流调节模块对所述恒流型电子负载的电流值进行预设。

7.根据权利要求6所述的一种恒流型电子负载，其特征在于，所述电流调节模块包括程序下载端口，所述程序下载端口与所述主控制器连接，通过所述程序下载端口对所述恒流型电子负载的电流值进行预设。

8.根据权利要求6所述的一种恒流型电子负载，其特征在于，所述电流调节模块还包括手动电流调节模块，所述手动电流调节模块与所述主控制器连接，通过所述手动电流调节模块对恒流型电子负载的电流进行手动调节。

9.根据权利要求1所述的一种恒流型电子负载，其特征在于，所述恒流型电子负载还包括显示模块，所述显示模块与所述电流控制模块连接，实时显示所述采样电阻的电压及电流值。