标签: 电子负载

在各种电子产品中， DC-DC 电源器件适配器被大量的使用。如在一台笔记本电脑内部， CPU 需要 5V 供电，显示屏需要 8V 供电，风扇需要 12V 等。但电池只能提供一个稳定的电压，如 12V ，因此，必须使用 DC-DC 电源转换模块来提供各种不同器件的电压。诸如此类的情况同样会出现手机，平板电脑，汽车车载充电器等各种场合，接下来给大家详细介绍 DC-DC 电源适配器。 简单的说 DC-DC 是将一种电压的直流电 转换成 另一种电压的直流电的器件，例如车载充电器，将 12V 电压转换为 5V 电压的。 如何评估一个 DC-DC 电源适配器的性能好坏呢？其实简单的来说，我们需要的就是在 DC-DC 的输出端能够提供一个纯净的，稳定的输出电压，所以最基本的参数是输出的精度及输出的纹波噪声指标。 其次，仅仅能够输出电压是远远不够的，我们还需要这个电压能够输出足够的功率来驱动我们的电路，即输出电流和功率，如 1A 电流。此外，输出端负载可能是变化的，还需要我们输出的电压不会随着输出的电流或功率进行波动，这个指标我们通常称作 负载效应或负载调整率。 以上是从输出端考虑的评估参数，包括输出精度，纹波噪声，电流或功率工作范围，负载效应等。但实际上 DC-DC 是通过开关及变压器等器件将输入端直流信号进行处理来获得输出端电压的，仅仅从输出端考虑是不够的。如上例子中，输出端的电压不会是绝对的 12V ，可能是 10V-13V 区域内的电压（如电池电压会随着电池容量的变化而变化），这时输出端的电压也可能会产生变化，这个由于输入端电压变化导致输出变化的参数通常称作 源效应 或 源调整率。另外还有很多参数衡量 DC-DC 的性能，如输入 - 输出转换的效率也非常重要，还有输入上升时间，输出上升时间，输入输出时延，输入端开机浪涌电流，待机空耗，动态响应等指标。 通常以上完整参数测试需要多台仪表协同完成，甚至需要开发电源测试系统来完成，如：   在输入端需要使用直流电源，输出端需要电子负载，测试上需要是数字万用表，示波器等。但如果利用安捷伦的 N6705B 直流电源分析仪，一台设备就可以替代以上复杂的系统，完成 DC-DC 完整性能测试和验证。 N6705 具备以下功能： ž    1-4 路高性能电源输出。如果配备 N6780 系列 SMU 模块，则同时具备了电源和电子负载的功能。 ž    数字电压表和电流表，精确测量输出的电压和电流 ž    带有大功率输出的任意波形发生器 ž    高分辨率数字化仪，可现实输入和输出的波形 ž    长时间数据记录，可以长期积累电流和电压的变化 ž    所有的测量和功能都能通过前面板实现   在图 1 中，我们在 N6705B 主机装入了两个 N6782ASMU 模块。其中一个模块作为电压输入端，而另一个模块接到了 DC/DC 的输出端，就可以对 DC/DC 的静态和动态特性进行表征了。 图 1. 利用 N6705 和 N6782A 模块评估 DC/DC   N678x SMU 模块可以作为电源和电子负载，具有非常高的输出和测量精度，主要指标如下： ž    电压输出范围 : 0-20V ž    电流输出范围： 20V/1A ； 6V/3A ； ž    20V 时输出精度： 0.025% + 1.8mV; ž    20V 时测量精度： 0.025% + 1.2mV; ž    3A 时电流测量精度： 0.03% + 250uA     N6705B 还可以配合 PC 端软件 14585A 提供更简便的操作和测试分析。以下通过一个测试案例，详细介绍利用 N6705B 测试一个 12V 输入、 5V 输出的 DC-DC 的过程和结果。 图 2. 利用 N6705 和 2 个 N6782A 模块评估 DC/DC 的接线图   测试报告： 1 ． DC-DC 静态输出性能   2 ． DC/DC 开机上升时间及时延 3 ． DC/DC 关机下降时间及时延   4 ． DC/DC 转换效率   5 ． DC/DC 的空耗   6 ． DC/DC 的负载调整率及动态负载 7 ．源调整率       8 ． DC/DC 静态输出及纹波随输出电流变化性能     观看优酷上的相关视频《 DC/DC 转换效率的测试》 http://v.youku.com/v_show/id_XNTIyNDU4MTA4.html?f=18816127

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

        在我经常上的论坛里看到坛友们用各种测试电池的设备，来测试电池的容量和放电曲线，学了单片机，我不甘心去买那些设备，于是动手自己制作一台。          论坛里坛友用的的设备，都要连电脑，用上位机软件控制测试仪器，并接收仪器传回的数据画放电曲线。这就意味着，不开电脑，就不能测试电池!为了测试电池，画出放电曲线，必须一直开着电脑。一般测试一节电池所需的时间为一到两小时，这样就显得比较费电了。          于是，我打算做一台测试电池容量的东东，把在放电过程中把放电数据存在EEPROM里，如需要查看放电曲线，只需在放完电时，打开电脑，把数据传到电脑，画曲线。如果只想知道容量，放完电，容量值直接显示在1602液晶上。          当时我在学51单片机，发现STC12C5A60S2系列单片机挺适合做一个这样的东西。它带有8路10位高速ADC，两路8位PWM，硬件SPI，两个串口，比较大的能用作为EEPROM的FLASH空间(32S2为28K)。

10组一般电源供应输出基本测试 多达36个使用者基本测试于PROGRAM TEST中，每个程式可包含5个内建回路和50000个执行周期结构 结构 IEEE-488 bus 介面 独立式主/从架构，10组分析并联操作 2种不同模式涵盖 100V/50A/300W 内建于Chroma电源自动测试系统 系统自我侦测和校验例行程式，保证提供最佳的仪器品质 EEPROM 可储存30 组使用者自订的基本测试 (BASIC TEST)和5支程式测试 (PROGRAM TEST) GO/NG 和读值显示增加测试效率 Centronics 印表机介面 可编程电子负载 可编程动态电子负载速度高达125 KHz 可编程上升斜率，负载位准，负载周期和起始拉载电压 可定电流或定电阻拉载 可由内部或外部控制负载形式 光藕合器绝缘，提供真实浮动负载 反向电压、过电压、过电流、过功率和过温保护 4 组可编程输出外接继电器控制 精密量测 提供遥测功能 直流电压准确度达0.05% F.S. 14 位元交/直流转换器多段式量测 准确度10μs与 解析度1μs的暂态时间回应 时序量测驱动器为8组TTL信号 可编程量测延迟时间与量测周期

开关电源自动测试系统             适用于AC/DC Power Supply 及 DC/DC Convertor之测试应用       45项标准测试功能，扩充性强，可轻易整合其它具标准化界面之测试器       测试速度快，较传统ATS速度快约3-4倍       开放式系统平台，使用者可依需求自行编辑测试步骤       标准化仪控界面语言及简单易学图形化操作环境(Windows界面)       提供报表设计，统计分析能力     标准配置构成：      3台620电子负载， 3台650电子负载， 1台6210-60扩展测量单元，      1台AC source 6530，一个机柜及配套线材。 可根据需求，灵活配置。    系统主要特性：       效率高       系统稳定度强       准确度高       扩充性强       统计分析能力