電子負載基本工作原理:
1. 恒壓模式
2. 恒流模式
3. 恒阻模式
4. 恒功率模式
恒流
圖中R1 為限流電阻,R1 上的電壓被限制約0.7V,所以改變R1 的阻值就可以改變恒流值,在上圖中我們知道,在串聯電路中,各點電流相同,電路要恒流工作,只要在串聯回路里控制流過一個元件的電流就可以達到我們所控制的恒流輸出。
上圖是一個簡易的恒流電路,通常用在一些功率較小及要求不高的場合里應用,那么在一些應用中這種電路就無能為力了,如:在輸入電壓為1V 輸入電流為30A,那么對于這樣的要求這樣的電根本無法保證工作。這樣的電路調節輸出電流也不是很方便。
這個圖是一個*常用的恒流電路,這樣的電路更容易獲得穩定及**的電流值,R3 為取樣電阻,VREF 是給定信號,電路工作原理是:當給定一個信號時VREF,如果R3 上的電壓小于VREF,也就是OP07 的-IN 小于+IN,OP07 加輸出大,使MOS 加大導通使R3 的電流加大。如果R3 上的電壓大于VREF 時,-IN 大于+IN,OP07 減小輸出,也就降了R3 上的電流,這樣電路*終維持在恒定的給值上,也就實現了恒流工作。如給定VREF 為10mV,R3 為0.01 歐時電路恒流為1A,改變VREF 可改變恒流值,VREF 可用電位器調節輸入或用DAC芯片由MCU 控制輸入,采用電位器可手動調節輸出電流。如采用DAC 輸入可實現數控恒流電子負載。電路仿真驗證
在上圖中我們給定了Vin 為4V-12V 變化的電壓信號,VREF 給定50mV的電壓信號,在仿真結果中輸入電流一真保持在5A,電路實現了恒流作用。恒壓電路
一個簡易的恒壓電路,用一個穩壓二極管就可以了。
這是一個很簡易的圖,輸入電壓被限制在10V,恒壓電路在用于測試充電器時是很有用的,我們可以慢慢調節電壓測試充電器的各種反應。圖是10V 是不可調的,請看下圖可調直流恒壓電子負載電路:
圖中MOS 管上的電壓經R3 與R2 分壓后送入運放IN+與給定值進行比較,如圖所示,當電位器在10%時IN-為1V,那么MOS 管上的電壓應為2V。下面圖是電路仿真的結果:
圖中B 點為輸入電壓信號,A 點是電子負載的輸入,當A 點電壓變化時輸入電流也在變化,而電路能讓A 點穩定在2V 不變。
恒阻電路恒阻功能,在有些數控電子負載中并不設計專用電路,而是在恒流電路的基礎上通過MCU 檢測到的輸入電壓來計算電流,達到恒阻功能的目的,比如要恒定電阻為10 歐時,MCU 檢測到輸入電壓為20V,那么會控制輸出電流為2A,但這種方法響應較慢,只適用于輸入變化較慢,且要求不高的場合。專業的恒阻電子負載都是由硬件實現的。下面電路是由硬變件實現的恒阻電路:
如圖所示:R4 為1%,如果輸入電壓為1V,那么IN+上的電壓為10mV,也就控制R1 上的電壓為10mV,等效電阻測為1 歐。請看下圖仿真結果:
圖中我們可以看到電壓與電流變化的特牲,這種是純阻性電路的特點。
我們將R4 調到2 時再看下仿真結果:
調R4 為2%后等效電阻為0.5 歐,電路仿真結果驗證電路的可行性。
恒功率電路:
恒功率功能大部份電子負載都采用恒流電路來實現,原理是MCU 采樣到輸入電壓后根據設定的功率值來計算輸出電流。當然也可以采用硬件方法來實現恒功率功能。

