CN203275469U - 一种开关型电子负载 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种测试电源参数的电子负载，具体地说是一种开关型电子负载。本实用新型以单片机芯片为控制核心，通过谐波发生器产锯齿波和经比例积分运算得到的反馈电压作比较生高频PWM波控制MOSFET管的导通，然后经过误差比较器的调节构成闭环负反馈控制环路。开关型电子负载具有优良的精度、稳定性和动态响应，并结合精确的软件控制，实现了电源测量的快速和准确。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种测试电源参数的电子负载，具体地说是一种开关型电子负载。
背景技术
电子负载可以模拟真实环境中电源的负载，用于测试电源参数。电子负载的原理是控制内功率MOSFET或晶体管的导通量，靠功率管的耗散功率消耗电能的设备，它能够准确检测出负载电压，精确调整负载电流，同时可以实现模拟负载短路，模拟负载是感性阻性和容性，容性负载电流上升时间等，是开关电源的调试检测不可缺少的检测工具。传统的电子负载，其MOS管工作于线性状态，能量在MOS管和功率电阻上以热能的形式耗散，由于其MOS管散热和器件本身应许的最大电流限制，使得传统的电子负载的最大工作电流一般在30A以下。如中国专利“一种直流电子负载”，专利申请号为2011201627036，就是这样一种依靠功率管的耗散功率消耗电能的设备电子负载。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种耗散能量大、具有优良的精度、稳定性和动态响应的开关型电子负载。
为了达到以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型所述的一种开关型电子负载包括功率半导体器件、连接在所述功率半导体器件源极的功率耗散电阻，其特征在于：所述功率半导体器件的栅极连接到功率驱动电路的输出端，所述功率驱动电路的输入端与脉宽调制生成比较器的输出端连接，所述脉宽调制生成比较器的两个信号输入端分别连接谐波发生器的输出端和采样电路的输出端，所述采样电路的输入端连接到功率半导体器件的源极。
所述谐波发生器由运算放大器芯片TL082及其外围电路构成。
所述功率半导体器件为N沟道的金属-氧化层-半导体-场效晶体管。
采样电路的输出端经比例积分运算器连接到脉宽调制生成比较器的信号输入端，比例积分运算器的另一输入端连接到带有用户界面的单片机的DA电流输出端。
本实用新型通过谐波发生器产锯齿波和经比例积分运算得到的反馈电压作比较生成高频PWM波控制MOSFET管的导通。开关型电子负载具有优良的精度、稳定性和动态响应，结合精确的软件控制，可实现电源测量的快速和准确。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的电路方框图。
图2是谐波发生器的电路图。
图3为本实用新型另一个实施例的电路方框图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型所述一种开关型电子负载，包括功率半导体器件Q1、连接在所述功率半导体器件Q1源极的功率耗散电阻R1，所述功率半导体器件Q1采用N沟道的金属-氧化层-半导体-场效晶体管。MOS管和功率耗散电阻共同构成电子负载的功率电路，通过控制MOS管的关断来实现电源消耗的快慢。所述功率半导体器件Q1的栅极连接到功率驱动电路P的输出端，所述功率驱动电路P的输入端与脉宽调制生成比较器PWM的输出端连接，所述脉宽调制生成比较器PWM的两个信号输入端分别连接谐波发生器S的输出端和采样电路W的输出端，所述采样电路W的输入端连接到功率半导体器件Q1的源极。
如图2所示，所述谐波发生器S由运算放大器芯片TL082及其外围电路构成。
如图3所示，采样电路W的输出端经比例积分运算器B连接到脉宽调制生成比较器PWM的信号输入端，比例积分运算器B的另一输入端连接到带有用户界面UI的单片机MCU的DA电流输出端I。来自系统输入点的采样输入电压V经过压保护电路V1连接到单片机MCU的信号采集端。
本实用新型采用带有用户界面UI的单片机MCU为控制核心，通过谐波发生器S产锯齿波和经比例积分运算器B得到的反馈电压作比较生成高频脉宽调制波控制MOSFET管的导通，然后经过误差比较器的调节构成闭环负反馈控制环路。开关型电子负载具有优良的精度、稳定性和动态响应，并结合精确的软件控制，实现了电源测量的快速和准确。
本实用新型涉及的其他各部分电路均为公知技术，在此不再详细叙述。
Claims (4)
1.一种开关型电子负载，包括功率半导体器件Q1、连接在所述功率半导体器件Q1源极的功率耗散电阻R1，其特征在于：所述功率半导体器件Q1的栅极连接到功率驱动电路P的输出端，所述功率驱动电路P的输入端与脉宽调制生成比较器PWM的输出端连接，所述脉宽调制生成比较器PWM的两个信号输入端分别连接谐波发生器S的输出端和采样电路W的输出端，所述采样电路W的输入端连接到功率半导体器件Q1的源极。
2.根据权利要求1所述的一种开关型电子负载，其特征在于：所述谐波发生器S由运算放大器芯片TL082及其外围电路构成。
3.根据权利要求1或2所述的一种开关型电子负载，其特征在于：所述功率半导体器件Q1为N沟道的金属-氧化层-半导体-场效晶体管。
4.根据权利要求1或2所述的一种开关型电子负载，其特征在于：采样电路W的输出端经比例积分运算器B连接到脉宽调制生成比较器PWM的信号输入端，比例积分运算器B的另一输入端连接到带有用户界面UI的单片机MCU的DA电流输出端I。
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