标签: 恒阻模式

在电源产品的测试中， 电子负载是必不可少的设备。 多数的电源产品为恒压类产品， 例如电池、电源适配器等。 对这些产品的测试， 为了测试这些产品在实际使用是的工作参数， 需要利用电子负载的恒流（ CC ）或是恒阻（ CR ）工作模式。 也就是说， 在测试过程中通过改变被测电源的工作电流， 来验证电源输出工作电压的稳定性、效率、瞬态特性及其它特性。     为了提高测试精度， 就必须考虑电子负载的这两种工作模式对被测电源产品的影响。 有观点认为测试电压源时，恒流和恒阻负载可以互换。该观点在一定程度上正确，但有些条件下可能会有问题，因为这两种负载的工作模式对被测电源的性能存在明显不同的影响。   首先，我们探讨静态时的工作性能。 我们以此为例， 分别对一个零输出电阻的理想电压源，例如稳压电源， 以及电池这样的非理想电压源进行测试。在电池中， 由于存在内阻， 因此通常被视为非理性的电压源。 在图 1 所示中， 两个电源拥有相同的开路电压。电源输出特征上方是两条负载线：恒流负载线和恒阻负载线。如图所示，理想电压源的电压曲线（ Ideal Voltage Source ） , 当负载的牵引电流发生变化时，或是外接电阻发生变化时， 电压输出将保持稳定。 但是， 对于电池这样的非理想电压源， 由于内阻的存在， 随着牵引电流的增大， 或者外部电阻的下降，内阻消耗的电压上升，导致输出电压（端电压） 的下降。 如图中的Non-Ideal Voltage Source 曲线。   图 1 ：理想 / 非理想电压源的恒流和恒阻负载特性   恒流负载经常用于电源产品的静态测试， 使被测电源在指定电流输出时，精确测量到的工作电源电压。 恒流负载此时模块的被测电源的工作环境，而设置的时候， 也无需考虑被测电源输出电压高低，或者是否符合标准。电池等非理想电压源较为复杂，通常需要测量指定恒流和恒阻负载条件下的技术指标，以表征在实际应用环境中的负载特征。 鉴于电池输出电压（端电压）与负载相关，在实际的测试过程中， 需要分别表征它在恒流或恒阻工作模式下的工作特性。      现在，我们讨论动态性能。恒流负载对电源启动、瞬态性能和稳定性的影响高于恒阻负载。在电源启动时，起初始输出电压为零，而恒阻负载启动时的电流需求为零。 但是，恒流负载则需要全电流， 它可能导致有些电源无法正常启动。由于电流需求取决于电压，恒阻负载具有阻尼效果，电流需求可以随瞬态电压的升高或降低而增加或减少，因此对被测电源瞬态响应和稳定性的影响较小。恒流负载则不具有类似效果，它会降低电源的瞬态响应和稳定性。在实际工作中，使用恒流或恒阻负载取决于被测电源技术指标规定的测试条件。 对于电池这样的非理想电源，其性能也会受到动态因素影响， 这主意由于电池本身的内阻和复杂的放电特性决定的，这也是我们常说的电池输出响应模型。 这个电池模型， 决定了电池的输出端电压会随着电流变化而变化。               因此，在先进的电子负载中，通常都具备恒压、恒流和恒阻工作模式。在测量电源产品的过程中，不同的工作模式都会直接影响被测电源的特性。选用正确的负载工作模式，可以帮我们实现相对精确和完整的测试。    

从功能上来说，电子负载和电源完全相反，电源用于给电子产品供电，而电子负载用于吸收或消耗功率。但从工作方式上来说，电源和电子负载有非常相似，通常工作在恒压 CV 模式或恒流 CC 模式。 在实际应用中，电子负载的工作模式也通常与电源的工作模式相反，即恒压 CV 源需要使用恒流 CC 模式的电子负载，而恒流 CC 源使用恒压 CV 模式的电子负载。当然，几乎绝大部分的电子负载还有另一种恒阻 CR 模式，用于模拟现实中的电阻特性电子产品。         本文章主要介绍电子负载如何实现 CV 、 CC 或 CR 工作模式，但建议先去阅读之前的关于直流电源如何实现 CV 、 CC 模式输出的文章， http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_3017025.HTM 。 其实，无论是直流电源还是直流电子负载， CC 和 CV 工作模式实现原理也都非常相似。图 1 为电子负载的 CC 模式框图           电子负载工作在 CC 模式时，通常其供电设备是一个电压源。电子负载的电流放大器通过比较感应电阻 R 上的电压和参考电压，然后控制 FET 场效应管的 R DS ， 使得整个回路工作和保持在设定的电流。图 2 为 CC 模式下对应的 I-V 曲线，准确的工作点就是电压源的电压和电子负载设定的电流的交叉点。              CV 模式和 CC 非常的相似，如图 3 所示，不同的就是比较的不再是电流感应电阻上的电压，而是分压电路上的电压。此时，电压保持稳定，且 FET 场效应管会尽可能的吸收外部电源能够提供的电流。             常见的锂电池就是典型的 CV 源，而电池的充电过程需要使用恒流源。图 4 为 CV 模式下对应的 I-V 曲线，        CV 和 CC 模式与直流电源的实现方式比较接近，也相对比较简单。那电子负载的 CR 模式又是如何实现呢？如图 5 所示，当 CC 和 CV 模式同时受控时，保持特定的电压和电流的比率 ( V/I =CR) ，即比较电流回路“感应电阻 R ”上的电压和电压回路“分压电阻”上的电压值。如本例中电流为 1V/A 和电压 0.2V/V ，等效的电阻 R 为 5Ω 。             CR 模式的电子负载通常用于模拟实际存电阻特性的电子设备，用于测试既可以工作在 CV ，也可以工作 CC 模式的电源。图 6 为 CR 模式下对应的 I-V 曲线          通过上面的介绍，我们也看出其实电子负载在 CV 或 CC 工作模式控制上是非常相似的，但大部分的电子负载还能模拟纯电阻特性的负载。 以上内容转自《宝华的博客》http://bbs.ednchina.com/BLOG_baohua.lv_2002148.HTM