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電子負(fù)載的原理以及應(yīng)用方法

在一般的系統(tǒng)中，電源（包括電池）能否保持 穩(wěn)定供電是極其重要的。因此，要花很長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn) 行電源測(cè)試時(shí)，讓電源連接什么樣的負(fù)載就 成了一個(gè)問(wèn)題。沒(méi)有負(fù)載，就無(wú)法進(jìn)行電源評(píng)測(cè)。用實(shí)際負(fù)載（如電機(jī)）進(jìn)行電源評(píng)測(cè)也不合理。因 此為了自動(dòng)進(jìn)行電源測(cè)試，常使用電子負(fù)載。電子負(fù)載的種類很多，有直流電源用、交流電源用、 蓄電池用等。這里我們將對(duì)這些電子負(fù)載進(jìn)行說(shuō)明。

從功能上來(lái)說(shuō)，電子負(fù)載和電源完全相反，電源用于給電子產(chǎn)品供電，而電子負(fù)載用于吸收或消耗功率。但從工作方式上來(lái)說(shuō)，電源和電子負(fù)載有非常相似，通常工作在恒壓CV模式或恒流CC模式。 在實(shí)際應(yīng)用中，電子負(fù)載的工作模式也通常與電源的工作模式相反，即恒壓CV源需要使用恒流CC模式的電子負(fù)載，而恒流CC源使用恒壓CV模式的電子負(fù)載。當(dāng)然，幾乎絕大部分的電子負(fù)載還有另一種恒阻CR模式，用于模擬現(xiàn)實(shí)中的電阻特性電子產(chǎn)品。

電源和負(fù)載在系統(tǒng)開發(fā)中，電源的評(píng)估很重要 眾所周知，隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，電子負(fù)載最初是用于測(cè)試直流電源的專用產(chǎn)品。電子負(fù)載顯示電源對(duì)各種負(fù)載條件的反應(yīng)。電子負(fù)載中常見的FET開關(guān)和非電抗組件的使用避免了共振和不穩(wěn)定性。DC隨著越來(lái)越多的電子設(shè)備轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)能量，電子負(fù)載越來(lái)越受歡迎。它們可用于測(cè)試大多數(shù)直流電源，包括電池，太陽(yáng)能電池板，LED驅(qū)動(dòng)器，DC-DC轉(zhuǎn)換器和燃料電池。電子設(shè)備的功能標(biāo)準(zhǔn)也變得復(fù)雜，在設(shè)計(jì)和開 過(guò)程中 一般對(duì)電源要求比較嚴(yán)格的廠家都會(huì)用電子負(fù)載來(lái)檢測(cè)電源的好壞，要進(jìn)行各種各樣的測(cè)試。而且近來(lái)不僅要求功能，還要求低功耗化和高效率化。迄今為止，在看不見的地方供電的電源部分， 它們的作用也變得越來(lái)越重要。在系統(tǒng)開發(fā)方面， 電源評(píng)測(cè)也是必須進(jìn)行的項(xiàng)目。在 EV 等使用電池 驅(qū)動(dòng)的情況下，電源部分的測(cè)試是非常重要。

電源和負(fù)載

電子負(fù)載可以模擬真實(shí)環(huán)境中的負(fù)載（用電器），它有好多功能，可以調(diào)節(jié)負(fù)載大小，以及短路，過(guò)流，動(dòng)態(tài)等等，應(yīng)該說(shuō)所有的電源廠家都會(huì)有用，而且也必須有。為用電部分供電是電源（AC / DC 電源和電瓶） 的功能。一般來(lái)說(shuō)，與它們相連并接受其供電的部分稱為負(fù)載。如為了點(diǎn)亮LED燈具而使用的電源，它的負(fù)載就是LED燈驅(qū)動(dòng)的電機(jī)的電源，它的負(fù)載是電機(jī)。

為何不使用實(shí)際負(fù)載，而使用模擬負(fù)載？ 

前面提過(guò)，在電源測(cè)試中使用實(shí)際負(fù)載是沒(méi)有意 義的。那么，為什么連接實(shí)際負(fù)載是不可取的呢？·包括電流在內(nèi)的諸多測(cè)試條件是固定的，難以根據(jù)不同條件變更 正如前面所述，實(shí)際的負(fù)載狀態(tài)會(huì)根據(jù)工作條 件發(fā)生較大的變化，但改變實(shí)際的測(cè)試條件是非常 困難的?！げ荒軐?duì)測(cè)試條件或結(jié)果進(jìn)行定量設(shè)定或測(cè)量 準(zhǔn)備數(shù)量充足的具有某種再現(xiàn)性條件的實(shí)際負(fù) 載，也是不現(xiàn)實(shí)的。·因?yàn)閷?shí)際負(fù)載的老化，有可能出現(xiàn)不能滿足 測(cè)試條件的狀態(tài) 實(shí)際負(fù)載會(huì)發(fā)生老化。與一年前相比，實(shí)際負(fù) 載的當(dāng)前特性已經(jīng)發(fā)生了變化。這一點(diǎn)是一定要考 慮到的。基于此理由，測(cè)試時(shí)不使用實(shí)際負(fù)載，而是使 用作為模擬負(fù)載的電阻負(fù)載和電子負(fù)載。另外，使 用計(jì)算機(jī)等通信設(shè)備控制自動(dòng)化測(cè)試時(shí)，使用電子負(fù)載更方便。

負(fù)載是變動(dòng)的 

既有幾乎穩(wěn)定不變的負(fù)載，也有變化很大的負(fù) 載。在圖 1 所示的例子中，臺(tái)燈的負(fù)載幾乎不怎么 變動(dòng)，而電機(jī)的負(fù)載變化很大。如 EV 電機(jī)，載重量比較大或者爬陡坡時(shí)，電 機(jī)的負(fù)載就會(huì)變大。負(fù)載增大，意味著需要更大的 功率。像這樣根據(jù)電機(jī)的用途，判斷在什么情況下 會(huì)出現(xiàn)很大的負(fù)載變化，是很容易的。計(jì)算機(jī)的負(fù)載變化也很大。高精度、高速運(yùn)算 時(shí)，電源負(fù)載會(huì)變大。其內(nèi)部數(shù)字電路進(jìn)行著高速 切換，這樣就會(huì)耗電?，F(xiàn)在的計(jì)算機(jī)中，搭載了可 以觀察 CPU 負(fù)載變化的監(jiān)視器，相信許多人都見 過(guò)。CPU 負(fù)載并不等于電源負(fù)載，但在某種程度上 是成比例的。

直流電子負(fù)載

  輸出直流的開關(guān)電源和電池等的測(cè)試使用的電子負(fù) 載，有設(shè)定電流值的恒定電流模式，也有可以設(shè)定電阻 值的恒定電阻模式等。它們一般都具有多種設(shè)定模式。 

（1）恒定電流模式：電壓變化，但電流恒定不變 當(dāng)電子負(fù)載的端子電壓發(fā)生變化時(shí)，電流也以 恒定值輸出，這種模擬負(fù)載模 式，在開關(guān)電源等電源的測(cè)試中被廣泛使用。

（2）恒定電阻模式：輸出與電壓成比例的電流 與實(shí)際電阻一樣，輸出與負(fù)載端子電壓成比例 的電流，因?yàn)榫哂信c電阻器同樣 的特性，所以適用于模擬一般的負(fù)載。另外，實(shí)際設(shè)定的并不是電阻值，而是電阻值 的倒數(shù) S（西門子）。

（3）恒定電壓模式：保持恒定電壓的電流輸出 保持電源側(cè)的輸出電壓恒定，控制負(fù)載電流變 化，。它適用于充電電池等的充電 器的測(cè)試。 

（4）恒定功率模式：保持恒定功率的電流輸出 保持電子負(fù)載的消耗功率恒定，控制負(fù)載電流 變化，

交流電子負(fù)載 直流電子負(fù)載不能在交流電源中使用 

交流電子負(fù)載是與直流電子負(fù)載相對(duì)的，用于 交流電源和發(fā)電機(jī)等的測(cè)試。不言而喻，交流與直 流不同。在一定的周期內(nèi)，交流電的電流方向（極 性）會(huì)發(fā)生改變，直流電子負(fù)載是不適用的。從市電（50/60Hz），到飛機(jī)等使用的 400 Hz 電 力的電源測(cè)試中，都可以使用交流電子負(fù)載，而直 流電子負(fù)載不具備這樣的功能。

操作程序

　　1、開機(jī)：按下面面板開關(guān)上的電源開關(guān)，預(yù)熱10分鐘。

　　2、定電流操作：I-SET鍵，通過(guò)數(shù)字鍵或旋扭輸入一個(gè)電流值，按ENTER鍵確認(rèn)。

　　3、定功率操作：P-SET，通過(guò)數(shù)字鍵或旋鈕輸入一個(gè)功率值，按ENTER鍵確認(rèn)。

　　4、定電阻操作：按R-SET，通過(guò)數(shù)字鍵或旋鈕輸入一個(gè)電阻值，按ENTER鍵確認(rèn)。

　　5、定電壓操作：按V-SET，通過(guò)數(shù)字鍵或旋鈕輸入一個(gè)電壓值，按ENTER鍵確認(rèn)。

　　6、INON/OFF輸入設(shè)定：

　　7、按ON/OFF鍵改變負(fù)載的輸入狀態(tài)，按一次，面板上顯示ON，則表示負(fù)載處于輸入狀態(tài)。

　　8、再按ON/OFF鍵，面板上顯示0FF，則表示負(fù)載處于關(guān)閉狀態(tài)。

　　9、再按ON/OFF鍵，面板上顯示OFF，則表示負(fù)載處于關(guān)閉狀態(tài)。

　　10、電池放電測(cè)試

　　11、按ON/OFF鍵，使負(fù)載的輸入狀態(tài)關(guān)閉，連接好待測(cè)電池。

　　12、按I-SET鍵設(shè)定電池的放電電流，按ENTER鍵確認(rèn)。

　　13、按Shift+battery，設(shè)關(guān)斷電壓，ENTER放電。

　　14、再按Shift+battery退出電池測(cè)試，測(cè)試中按上下鍵觀察電池的電壓。電流，功率，放電容量。

　　15、自動(dòng)測(cè)試：

　　A、按shift+menu進(jìn)入菜單，VFD顯示CONFIG。再按▼鍵移動(dòng)LIS所需要的TSET項(xiàng)，按enter進(jìn)入到下菜單，VFD顯示MODESET。按▼見移動(dòng)EDITTESTFILE，按enter開始編自動(dòng)測(cè)試文件，此時(shí)VFV顯示MAXCURR。=20A，設(shè)置所需要的電流，按enter確認(rèn)。

　　B、VFD顯示MAXVOLT。=120V，設(shè)置所需要的電壓，按enter確認(rèn)。

　　VFD顯示MAXPOWER。=200W，設(shè)置所需要的功率，按enter確認(rèn)。

　　C、VFD顯示TESTCOUNT=2，設(shè)置所需要的測(cè)試步數(shù)，多可以設(shè)置20步，按enter確認(rèn)。

　　D、設(shè)置當(dāng)前程序的模式，按▲，▼選擇定電壓。定電流。定功率。定電阻模式，按enter確認(rèn)。

　　E、VFD顯示SET1=20A，設(shè)置當(dāng)前程序的電流值，按enter確認(rèn)。

　　F、設(shè)置當(dāng)前程序是否短路，按▲，▼選擇SHORTON。SHORTOFF模式，按enter確認(rèn)。

　　G、設(shè)置當(dāng)前程序需要測(cè)試的值，按▲，▼選擇讀電流，讀電壓，讀功率模式，按enter確認(rèn)。

　　H、VFD顯示MINI=120V，設(shè)置測(cè)試值的下線，按enter確認(rèn)。

　　I、VFD顯示MAXI=120V，設(shè)置測(cè)試值的上線，按enter確認(rèn)。

　　J、VFD顯示DELAY1=1.0S，測(cè)試延時(shí)時(shí)間，按enter確認(rèn)。

　　K、重復(fù)5步設(shè)定其它條件

　　M、VFD顯示STORETESTFILE，要求編好的文件保存到EEPROM中，按1鍵保存到組區(qū)域中，再按ENTER確認(rèn)（多可以保存8組測(cè)試文件）

　　取出文件：

　　A、按shift+menu，VFD顯示CONFIG，按▼鍵到LISTSET項(xiàng)。

　　B、按enter進(jìn)入下一菜單，VFD顯示MODESET，按▼鍵到CALLTESTFILE項(xiàng)

　　C、按enter回調(diào)原先編好的測(cè)試文件。

　　開始自動(dòng)測(cè)試

　　A、按shift+I-Set鍵進(jìn)入自動(dòng)測(cè)試功能，VFD顯示當(dāng)前測(cè)試文件的文件名。

　　B、按enter可以觀測(cè)當(dāng)前的負(fù)載實(shí)際電壓，電流值和當(dāng)前的測(cè)試步數(shù)

　　C、按shift+trigger可以自動(dòng)測(cè)試

　　D、自動(dòng)測(cè)試完成后，蜂鳴會(huì)提示，VFD顯示測(cè)試結(jié)果，通過(guò)則顯示PASS，否則FAULT，▲，▼鍵可以觀察每一步的測(cè)試值和測(cè)試結(jié)果。

　　E、按ESC可退出自動(dòng)測(cè)試功能，

注意事項(xiàng)：

1. 檢查負(fù)載的電壓設(shè)置是否和供電電壓相匹配，保險(xiǎn)絲是否壞

2. 基本點(diǎn)檢方法及保養(yǎng)

3. 打開電源，檢查面板顯示數(shù)值及工作狀態(tài)指示燈是否正常；

4. 儀器應(yīng)定期進(jìn)行外校。校驗(yàn)周期為一年。

6. 注意儀器散熱孔不能被遮擋，嚴(yán)禁在散熱孔后側(cè)堆放易燃物。

7. 連接待測(cè)電源時(shí)注意極性不能接反。

8. 儀器每使用兩個(gè)小時(shí)要進(jìn)行自檢，自檢不通過(guò)時(shí)要追溯到前批次檢測(cè)合格產(chǎn)品。

9. 使用前檢查負(fù)載電壓設(shè)置是否和供電電壓相匹配。

10. 在可編程電子負(fù)載加電之前，必須確認(rèn)已安裝了正確的保險(xiǎn)絲，可編程電子負(fù)載只允許使用指定規(guī)格和類型的保險(xiǎn)絲

11. 可編程電子負(fù)載模組有其相應(yīng)的額定工作電壓，請(qǐng)確保使用過(guò)程中模組的輸入電壓不超過(guò)其額定工作電壓的50%，否則很可能永久性損壞模組.

12. 可編程電子負(fù)載電源接口具有一個(gè)保護(hù)性接地端，該接地端必須與大地相連。任何斷開保護(hù)性接地端或破壞接地線路的行為，都可能導(dǎo)致造成人身傷亡的潛在電擊危險(xiǎn)

13. 禁止操作人員打開可編程電子負(fù)載上蓋，安裝與替換部件必須由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的專業(yè)人員完成。裝卸儀器和接觸部件前，必須斷開電源和被測(cè)裝置

14. 為保證可編程電子負(fù)載的安全，請(qǐng)勿自行在可編程電子負(fù)載上安裝替代零件，或執(zhí)行任何未經(jīng)授權(quán)的修改?？删幊屉娮迂?fù)載內(nèi)部并無(wú)操作人員可維修的部件，其維修必須由經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的人員進(jìn)行

15.  除非有掌握急救技能的人員在場(chǎng)，否則切勿嘗試對(duì)可編程電子負(fù)載進(jìn)行內(nèi)部維修或調(diào)整