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標題:
電子負載電路解析
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作者:
mhfo
時間:
2016-4-14 09:13
標題:
電子負載電路解析
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
RDS
，
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
---------------------------------------------------------------------
前面的博客讨论过“可编程电源的恒压CV或恒流CC输出模式”，
http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_3016496.HTM
，
本文章主要介绍电源内部如实现CV和CC模式的控制？
我们经常会讨论一台直流电源是否支持恒压
CV
输出或恒流
CC
输出，而实际上
CV
和
CC
输出模式几乎是所有直流电源非常基础的功能。但一台直流电源是工作在
CV
或者
CC
模式，关键取决于连接到该直流电源的负载？如果你之前或现在还对这个有任何困惑，请认真阅读下面的内容！
通常我们用一台直流电源输出并保持某特定的电压或者电流，但实际上电源的输出取决于电源的电压、电流设定值及连接到电源的负载的阻值
R
，对应的规律为：
·
如果
R >
（
Vset / Iset
）
,
电源工作与恒压
CV
模式
·
如果
R <
（
Vset / Iset
）
,
电源工作与恒流
CC
模式
通常直流电源内部分别采用电压反馈回路及电流反馈回路控制和限制电源的输出电压或电流，但具体输出状态取决于电阻
R
。图
1
显示的就是具有
5V
，
1A
输出直流电源工作在恒压
CV
模式的框图。
图
1 CV
模式
5V
输出
从图上看，
CV
和
CC
控制回路分别包括一个输入参考电压，如这本例中都是
1V
。电压调整回路将分压电阻的电压值，
1KΩ/(1KΩ+4KΩ) x 5V
与参考电压
1V
进行比较；电流调整回路类似，取样电阻
1Ω x 1A
的电压与参考电压
1V
进行比较。
图
1
中的负载电阻为
10Ω
大于
(Vset / Iset) = 5V/1A
（
5 Ω
），因此电源工作与恒压
CV
模式。
CV
电压误差放大器控制晶体管的输出功率，而且
CV
误差放大器始终保持输入端
0V
压差，最终保持输出
5V
稳定的电压。此时，因为回路中的电流只有
0.5A
，
CC
放大器输入端电压差为
-0.5V
，
CC
误差放大器为开环状态，电源始终工作于恒压
CV
模式。
接下来我们再来看看将负载的电阻值从
10Ω
减小到
3Ω
的情况。此时，负载电阻
3Ω
小于
(Vset / Iset) = 5V/1A
（
5 Ω
），电源工作在恒流
CC
模式，如图
2
所示。
CC
误差放大器需要控制晶体管，并保持其输入端的电压差为
0V
（感应电阻
1Ω x 1A =1V
）。而此时
CV
误差放大器输入端电压差为
-0.4V
，也处于开环状态，电源始终工作于恒流
CC
模式。
图
2 CC
模式
1A
输出
从以上的例子中，我们了解到直流电源如何分别通过电压或电流控制回路实现恒压
CV
输出或恒流
CC
输出模式，但决定其工作在
CV
还是
CC
模式的是连接到电源上的负载的阻值
R
。
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