CN1115567C - 电子负载模拟装置的并联驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明是一种电子负载模拟装置的并联驱动电路，包括数个并联的电子负载模组，每一个电子负载模组中具有一独立的工作电源供应电路，供给输入电压差动放大器、驱动电路及电流差动放大器。每个驱动电路前加一输入电压差动放大器，使电子负载中的接地点与参考地电位隔开，不致造成地回路。在电流加法器前的每个负载电流信号加入输入电流差动放大器，使控制单元的接地与每个负载单元的参考地电位能消除共模信号，仅取出实际电流的信号，消除地回路电流。

Description

电子负载模拟装置的并联驱动电路

技术领域

本发明是关于一种电子负载模拟装置，特别是指一种电子负载模拟装置的并联驱动电路，特别适合应用于验证测试高功率的电源供应器。

背景技术

查电子产品均需要电源供应器来提供工作所需的工作电源，因此电源供应器的输出电压、电流、功率均需随着不同电子产品的特性而设计及生产制造。

电源供应器在制造完成后、或是在日后需要进行测试与验证时，除了可直接连接实际的负载之外，可采用电子负载模拟装置来模拟实际负载，如此可简便地验证该电源供应器的输出容量、规格、及各项电气特性是否符合预定的要求。

由于各项电气设备的功率不同，故所需的电源供应器输出功率范围宽广，例如可从小于1瓦到达超过10千瓦。因此，在进行测试、验证时，电子负载模拟装置即需依电源供应器功率不同来做适当的调整，才能达到验证的目的。

在现有的技术中，为了要因应不同输出功率的电源供应器测试所需，目前使用的方法是将数个独立的电子负载模拟装置作单纯的并联，并将其输入端并联连接至一待验证的电源供应器。

图1即显示传统技术中，以数个电子负载模组并联连接的功能方块图，而图2是显示其进一步的详细电路图。在该电路中包括有数个并联的电子负载模组1a、1b、1c…，每一个模组内包括有一功率晶体，例如第一个电子负载模组1a中的功率晶体11，该功率晶体11的源极、汲极是与其它各电子负载模组的源极、汲极分别并联连接在一起，以作为该电子负载的负载输入端，然后再连接于一待测电源供应器2的正端(+)及负端(-)。每一个功率晶体11是分别由各自的驱动电路12所驱动，而每一个驱动电路12再由一误差运算放大器3的输出信号所控制。误差运算放大器3的负向输入端(一)是连接至一负载电流设定信号的控制信号S1。该误差运算放大器3一般皆包括有一回授回路31。

在每一个电子负载模组的功率晶体11皆串联有一电流检测电阻13，再由一电流差动放大器14的两输入端并联于该电流检测电阻13的两端，以检知流过该模组内功率晶体11的负载电流的大小。每一个电流差动放大器14的输出端皆连接至一电流加法器4的负输入端(-)，该电流加法器4将各个电子模组的回授电流信号加总后，再由其输出端送至该误差运算放大器3的负向输入端(-)，作为负载电流的回授电流信号。若要显示该电子负载模拟装置的总电流信号，则可直接将该回授电流信号S2连接至一电流表即可。当该负载电流设定信号S1与回授电流信号S2的值达到平衡时，即使得实际输出至负载的总电流即等于预定的设定负载电流信号。

该现有的技术中，是使用数个标准的独立小功率电子负载并联，来达到验证测试高功率电源供应器的目的。采用此种现有技术的缺点为：欲控制负载电流的大小时，需逐一控制调整每个并联的电子负载模拟装置，且在量测负载电流时，需逐一将每个负载电流相加才能得到总电流及总功率。

再者，在一并联驱动的电子负载结构中，理想而言，希望每个电子负载模组中的功率晶体所承受的功率应为相同、电流应平均分配，以达到长寿命、高可靠度及精确的要求。但是在该现有的电路仅使用单一工作电源供应电路5的正电压+V与负电压-V来控制每一个电子负载模拟装置中的驱动电路与功率半导体(例如FET或BJT)，并使用单一接地参考点G，故当数个独立的电子负载模拟装置以该现有的技术予以作单纯的并联时，由于导线本身所存在的电阻导致负载电流会在导线上产生压降，因而造成地回路具有不同的压降，也即会有地回路电流的产生，如此将导致每个电子负载模拟装置中的驱动电路与功率晶体的电流及功率不同。

本发明的内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的主要目的即是提供一种改良的电子负载模拟装置的并联驱动电路。本发明使用单一控制及量测装置，使电子负载能随电源供应器输出功率的大小来调整扩充。本发明可依需要扩充，仅需增加负载单元使可达到负载功率提升的目的。

本发明的另一目的是提供一种可消除现有并联结构中地回路电流产生的电子负载模拟装置的并联驱动电路。本发明是于每一个电子负载模组中的功率晶体单元增加一线独立的工作电源供应电路，提供给输入电压差动放大器、驱动电路及电流差动放大器，使每个躯动电路前加上一输入电压差动放大器，使电子负载中的接地点与参考地电位隔开，因此不致造成地回路。此外，在电流加法器前的每个负载电流信号加入输入电流差动放大器，使得控制单元的接地与每个负载单元的参考地电位能够消除共模信号，而仅取出实际电流的信号，来消除地回路电流。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：

一种电子负载模拟装置的并联驱动电路，用以测试及验证一待测的电源供应器，该电路包括有数个并联的电子负载模组，每一个模组内包括有一功率晶体、一驱动电路、一电流检测电阻及一电流差动放大器，由各个电子负载模组并联组成的电子负载模拟装置另包括有一用以接收一负载电流设定信号的误差运算放大器、以及一用以加总各电子负载模组所送出的电流回授信号的电流加法器，其中：该每一个电子负载模组的驱动电路输入端连接有一输入电压差动放大器，而输入电压差动放大器的输入端则连接于误差运算放大器的输出端；而每一个电子负载模组的电流差动放大器的输出端则连接有一输入电流差动放大器，该输入电流差动放大器的输出端再连接至电流加法器的输入端。

其中该每一个电子负载模组内包括有一独立的工作电源供应电路，用以供应该模组内的电流差动放大器及输入电压差动放大器所需的工作电源。

本发明相比现有技术具有如下优点：利用上述的电路结构，可以使每一个电子负载模组中的接地点与参考地电位隔开，因此不致造成地回路。而且，也可使得控制电路的接地与每个负载单元的参考地电位能够消除共模信号，而仅取出实际电流的信号，来消除地回路电流。

本发明的其它目的及其设计，将利用以下的实施例及附图予以作详细说明。

附图说明

图1是显示传统技术中，以数个电子负载模组并联连接于一电源供应器的电路方块示意图；

图2是显示传统技术中，以数个电子负载模组并联连接于一电源供应器的详细电路图；

图3是显示本发明较佳实施例的详细电路图。

本发明的具体实施方式

图3是显示本发明的较佳实施例电路图。在该电路中同样包括有数个电子负载模组1a、1b、1c…，每一个模组内包括有一功率晶体，例如第一个电子负载模组1a中的功率晶体11，该功率晶体11的源极、汲极是与其它各电子负载模组的源极、汲极分别并联连接在一起，以作为该电子负载的负载输入端，然后再连接于一待测电源供应器2的正端(+)及负端(-)。

每一个功率晶体11是分别由各自的驱动电路12所驱动。在该电路中也同样包括有一电流检测电阻13以及一电流差动放大器14，以检知流过该模组内功率晶体11的负载电流的大小。

本发明在每一个电子负载模组的驱动电路输入端皆另外加上一输入电压差动放大器61。也即误差运算放大器3的输出端是送至该输入电压差动放大器61的一输入端，而该输入电压差动放大器61的输出端再连接至驱动电路12的输入端。

此外，本发明在电流加法器4前的每个负载电流信号加入一输入电流差动放大器63，也即该电流差动放大器14的输出端是先连接至该输入电流差动放大器63的一输入端，而该输入电流差动放大器63的输出端再连接至电流加法器4的输入端。

每一个电子负载模组中，其驱动电路12、输入电压差动放大器61与电流差动放大器14所需的工作电源(即+V1、-V1)是由该电子负载模组内的独立工作电源供应电路62a所供应，而原有工作电源供应电路5所供应的工作电源(即+v、-V)则是供应至其它电路组件，例如误差运算放大器3、电流差动放大器63。该独立工作电源供应电路62的参考地电位0Va是与原有工作电源供应电路5的地电位G是为隔离。

同样地，在第二个电子负载模组1b中，也设置有一独立工作电源供应电路62b，以供应电子负载模组内的驱动电路、输入电压差动放大器与电流差动放大器所需的工作电源(即+V2、-V2)。该独立工作电源供应电路62b的参考地电位0Vb是与原有工作电源供应电路5的地电位G是为隔离，且与其它电子负载模组的参考地电位及地电位也为隔离。

在第三个电子负载模组1c中，也设置有一独立工作电源供应电路62c，以供应电子负载模组内的驱动电路、输入电压差动放大器与电流差动放大器所需的工作电源(即+V3、-V3)。该独立工作电源供应电路62c的参考地电位0Vc是与原有工作电源供应电路5的地电位G是为隔离，且与其它电子负载模组的参考地电位及地电位也为隔离。

综合以上所述可知，本发明确具高度的产业利用价值，且本发明的电路结构乃为首先创作，在专利申请前并未有相同或相似的技术公开在先或见于任何刊物。因此，本发明业已符合于发明专利的要件，依法提出发明专利的申请。

Claims (2)

1.一种电子负载模拟装置的并联驱动电路，用以测试及验证一待测的电源供应器，该电路包括有数个并联的电子负载模组，每一个模组内包括有一功率晶体、一驱动电路、一电流检测电阻及一电流差动放大器，由各个电子负载模组并联组成的电子负载模拟装置另包括有一用以接收一负载电流设定信号的误差运算放大器、以及一用以加总各电子负载模组所送出的电流回授信号的电流加法器，其特征在于：该每一个电子负载模组的驱动电路输入端连接有一输入电压差动放大器，而输入电压差动放大器的输入端则连接于误差运算放大器的输出端；而每一个电子负载模组的电流差动放大器的输出端则连接有一输入电流差动放大器，该输入电流差动放大器的输出端再连接至电流加法器的输入端。

2.如权利要求1项所述的电子负载模拟装置的并联驱动电路，其特征在于：其中该每一个电子负载模组内包括有一独立的用以供应该模组内电流差动放大器及输入电压差动放大器所需工作电源的供应电路。