在开始说这个问题之前,先说一下负载电阻是什么样的。

负载电阻实际上是负载和电阻的集合。

负载,顾名思义,是指电路中连接在电源两端的电子元件。主要作用是将电能转化为其他形式的能量,从而实现能量转换。负载电阻是电阻的一种,是指电路中的“负载”,即电路中工作设备的电阻。例如,照明电路中灯泡的电阻就是负载电阻。

广义的负载是负担电源的实体,电子负载包括各种电器;狭义的电子负载是一个可调(或等效)电阻,它也可以工作在一种或多种工作模式,包括恒流、恒压、恒阻、恒功率。

1.电子负载的使用:

严格来说,所有的功率输出产品都需要进行测试,测试需要相应的产品(或者合适的负载)。为此,可以使用一个固定电阻来模拟实际产品,并测试和老化特定的电源参数。但是,要测试电源产品的各种参数,尤其是参数需要变化时,此时就需要一个电子负载。电子负载可以在一定范围内调节各种参数,恒压和恒压。

2.电子负载的常见模式:恒流模式、恒压模式、恒阻模式。

恒流模式(见下图)

CC模式示意图

在图中,R1是限流电阻,Q1是功率管。当运算放大器的正极端高于负极端电压时,它输出高电压来推动Q1以拉动负载电流。当B点检测到的电压与A端检测到的电压相近时,达到一个平衡值,此时MOS管的电压不变。当A点端电压升高时,B点电压也升高,电流增加。B得到的电压值在与A点基本一致时被限制为常数,以达到恒流的目的。所以只要用一个小电阻控制A端的电压就可以达到恒流的目的。表1列出了输入电压和输出电流的比值。

从表1可以看出,输出电流只与电压有关,而与输入电压无关。表1

恒流电子负载模式适用于需要恒流放电的电子产品,如各种充电器、电源输出产品等。

恒压模式(见下图)

CV模式示意图

在图中,R1是限流电阻,Q1是功率晶体管。当运算放大器的正极端高于负极端电压时,它输出高电压来推动Q1以拉动负载电流。当在A点检测的电压与在G点检测的电压相似时,它达到平衡值,此时MOS晶体管的电压是恒定的。当电源VCC的电压升高时,A的端电压也升高。因为G的端电压不变,此时运算放大器导通,Q1的电流增大,电源电压降低,A的端电压降低。最后A点的电压等于G点的电压达到平衡。控制电压与输出电压之比可以通过改变电阻R2和R3的分压比来改变。电源电压、输出电压和控制电压的关系表(见表2)。

从上图可以看出,输出电压与输入电压无关,只与控制电压有关。

恒压模式主要应用于各种LED产品,因为LED电压取决于不同配置的LED数量。如果在每个电压点设置电子负载,则可以检测到某个电压点的功率操作。

恒定电阻模式

在图中,R1是限流电阻,Q1是功率晶体管。当运算放大器的正端高于负短路电压时,输出高电压推动Q1拉动负载电流,当A点检测到的电压与G点检测到的电压相近时,达到平衡值。

当控制电压值为0.1V,输入电源电压为12V,输出电流为1A时,电阻值为

24V/2A=12R。根据实践,输入电压的变化导致检测电压成比例增加,电流成比例增加。最终的结果是电阻保持不变,达到恒电阻的目的。

表3是输入电源电压和电阻设置为特定值时的参数表。

从上表可以看出,设定电阻=输入电压/输出电流,也就是说,当电压变化时,电流也变化,当电阻变化时,电流也变化,所以实现电阻恒定的电子负载相对困难。所以有些电子负载并不是用专门的硬件电路来实现,而是通过CC模式由MCU来计算。这种恒阻模式反应会比较慢,可以用在低需求的环境中,比较专业,恒定。

事实上,电子负载有许多不同的模式,如恒功率、恒压和恒流等。基本都是上面算出来的。