电子负载的原理以及应用方法
在一般的系统中,电源(包括电池)能否保持 稳定供电是极其重要的。因此,要花很长的时间进 行电源测试时,让电源连接什么样的负载就 成了一个问题。没有负载,就无法进行电源评测。用实际负载(如电机)进行电源评测也不合理。因 此为了自动进行电源测试,常使用电子负载。电子负载的种类很多,有直流电源用、交流电源用、 蓄电池用等。这里我们将对这些电子负载进行说明。
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。
电源和负载在系统开发中,电源的评估很重要 众所周知,随着电子技术的进步,电子负载最初是用于测试直流电源的专用产品。电子负载显示电源对各种负载条件的反应。电子负载中常见的FET开关和非电抗组件的使用避免了共振和不稳定性。DC随着越来越多的电子设备转换和存储能量,电子负载越来越受欢迎。它们可用于测试大多数直流电源,包括电池,太阳能电池板,LED驱动器,DC-DC转换器和燃料电池。电子设备的功能标准也变得复杂,在设计和开 过程中 一般对电源要求比较严格的厂家都会用电子负载来检测电源的好坏,要进行各种各样的测试。而且近来不仅要求功能,还要求低功耗化和高效率化。迄今为止,在看不见的地方供电的电源部分, 它们的作用也变得越来越重要。在系统开发方面, 电源评测也是必须进行的项目。在 EV 等使用电池 驱动的情况下,电源部分的测试是非常重要。
电子负载可以模拟真实环境中的负载(用电器),它有好多功能,可以调节负载大小,以及短路,过流,动态等等,应该说所有的电源厂家都会有用,而且也必须有。为用电部分供电是电源(AC / DC 电源和电瓶) 的功能。一般来说,与它们相连并接受其供电的部分称为负载。如为了点亮LED灯具而使用的电源,它的负载就是LED灯驱动的电机的电源,它的负载是电机。
前面提过,在电源测试中使用实际负载是没有意 义的。那么,为什么连接实际负载是不可取的呢?·包括电流在内的诸多测试条件是固定的,难以根据不同条件变更 正如前面所述,实际的负载状态会根据工作条 件发生较大的变化,但改变实际的测试条件是非常 困难的。·不能对测试条件或结果进行定量设定或测量 准备数量充足的具有某种再现性条件的实际负 载,也是不现实的。·因为实际负载的老化,有可能出现不能满足 测试条件的状态 实际负载会发生老化。与一年前相比,实际负 载的当前特性已经发生了变化。这一点是一定要考 虑到的。基于此理由,测试时不使用实际负载,而是使 用作为模拟负载的电阻负载和电子负载。另外,使 用计算机等通信设备控制自动化测试时,使用电子负载更方便。
既有几乎稳定不变的负载,也有变化很大的负 载。在图 1 所示的例子中,台灯的负载几乎不怎么 变动,而电机的负载变化很大。如 EV 电机,载重量比较大或者爬陡坡时,电 机的负载就会变大。负载增大,意味着需要更大的 功率。像这样根据电机的用途,判断在什么情况下 会出现很大的负载变化,是很容易的。计算机的负载变化也很大。高精度、高速运算 时,电源负载会变大。其内部数字电路进行着高速 切换,这样就会耗电。现在的计算机中,搭载了可 以观察 CPU 负载变化的监视器,相信许多人都见 过。CPU 负载并不等于电源负载,但在某种程度上 是成比例的。
输出直流的开关电源和电池等的测试使用的电子负 载,有设定电流值的恒定电流模式,也有可以设定电阻 值的恒定电阻模式等。它们一般都具有多种设定模式。
(1)恒定电流模式:电压变化,但电流恒定不变 当电子负载的端子电压发生变化时,电流也以 恒定值输出,这种模拟负载模 式,在开关电源等电源的测试中被广泛使用。
(2)恒定电阻模式:输出与电压成比例的电流 与实际电阻一样,输出与负载端子电压成比例 的电流,因为具有与电阻器同样 的特性,所以适用于模拟一般的负载。另外,实际设定的并不是电阻值,而是电阻值 的倒数 S(西门子)。
(3)恒定电压模式:保持恒定电压的电流输出 保持电源侧的输出电压恒定,控制负载电流变 化,。它适用于充电电池等的充电 器的测试。
(4)恒定功率模式:保持恒定功率的电流输出 保持电子负载的消耗功率恒定,控制负载电流 变化,
交流电子负载是与直流电子负载相对的,用于 交流电源和发电机等的测试。不言而喻,交流与直 流不同。在一定的周期内,交流电的电流方向(极 性)会发生改变,直流电子负载是不适用的。从市电(50/60Hz),到飞机等使用的 400 Hz 电 力的电源测试中,都可以使用交流电子负载,而直 流电子负载不具备这样的功能。
操作程序
1、开机:按下面面板开关上的电源开关,预热10分钟。
2、定电流操作:I-SET键,通过数字键或旋扭输入一个电流值,按ENTER键确认。
3、定功率操作:P-SET,通过数字键或旋钮输入一个功率值,按ENTER键确认。
4、定电阻操作:按R-SET,通过数字键或旋钮输入一个电阻值,按ENTER键确认。
5、定电压操作:按V-SET,通过数字键或旋钮输入一个电压值,按ENTER键确认。
6、INON/OFF输入设定:
7、按ON/OFF键改变负载的输入状态,按一次,面板上显示ON,则表示负载处于输入状态。
8、再按ON/OFF键,面板上显示0FF,则表示负载处于关闭状态。
9、再按ON/OFF键,面板上显示OFF,则表示负载处于关闭状态。
10、电池放电测试
11、按ON/OFF键,使负载的输入状态关闭,连接好待测电池。
12、按I-SET键设定电池的放电电流,按ENTER键确认。
13、按Shift+battery,设关断电压,ENTER放电。
14、再按Shift+battery退出电池测试,测试中按上下键观察电池的电压。电流,功率,放电容量。
15、自动测试:
A、按shift+menu进入菜单,VFD显示CONFIG。再按▼键移动LIS所需要的TSET项,按enter进入到下菜单,VFD显示MODESET。按▼见移动EDITTESTFILE,按enter开始编自动测试文件,此时VFV显示MAXCURR。=20A,设置所需要的电流,按enter确认。
B、VFD显示MAXVOLT。=120V,设置所需要的电压,按enter确认。
VFD显示MAXPOWER。=200W,设置所需要的功率,按enter确认。
C、VFD显示TESTCOUNT=2,设置所需要的测试步数,多可以设置20步,按enter确认。
D、设置当前程序的模式,按▲,▼选择定电压。定电流。定功率。定电阻模式,按enter确认。
E、VFD显示SET1=20A,设置当前程序的电流值,按enter确认。
F、设置当前程序是否短路,按▲,▼选择SHORTON。SHORTOFF模式,按enter确认。
G、设置当前程序需要测试的值,按▲,▼选择读电流,读电压,读功率模式,按enter确认。
H、VFD显示MINI=120V,设置测试值的下线,按enter确认。
I、VFD显示MAXI=120V,设置测试值的上线,按enter确认。
J、VFD显示DELAY1=1.0S,测试延时时间,按enter确认。
K、重复5步设定其它条件
M、VFD显示STORETESTFILE,要求编好的文件保存到EEPROM中,按1键保存到组区域中,再按ENTER确认(多可以保存8组测试文件)
取出文件:
A、按shift+menu,VFD显示CONFIG,按▼键到LISTSET项。
B、按enter进入下一菜单,VFD显示MODESET,按▼键到CALLTESTFILE项
C、按enter回调原先编好的测试文件。
开始自动测试
A、按shift+I-Set键进入自动测试功能,VFD显示当前测试文件的文件名。
B、按enter可以观测当前的负载实际电压,电流值和当前的测试步数
C、按shift+trigger可以自动测试
D、自动测试完成后,蜂鸣会提示,VFD显示测试结果,通过则显示PASS,否则FAULT,▲,▼键可以观察每一步的测试值和测试结果。
E、按ESC可退出自动测试功能,
注意事项:
检查负载的电压设置是否和供电电压相匹配,保险丝是否坏
基本点检方法及保养
打开电源,检查面板显示数值及工作状态指示灯是否正常;
仪器应定期进行外校。校验周期为一年。
注意仪器散热孔不能被遮挡,严禁在散热孔后侧堆放易燃物。
连接待测电源时注意极性不能接反。
仪器每使用两个小时要进行自检,自检不通过时要追溯到前批次检测合格产品。
使用前检查负载电压设置是否和供电电压相匹配。
在可编程电子负载加电之前,必须确认已安装了正确的保险丝,可编程电子负载只允许使用指定规格和类型的保险丝
可编程电子负载模组有其相应的额定工作电压,请确保使用过程中模组的输入电压不超过其额定工作电压的50%,否则很可能永久性损坏模组.
可编程电子负载电源接口具有一个保护性接地端,该接地端必须与大地相连。任何断开保护性接地端或破坏接地线路的行为,都可能导致造成人身伤亡的潜在电击危险
禁止操作人员打开可编程电子负载上盖,安装与替换部件必须由经过培训的专业人员完成。装卸仪器和接触部件前,必须断开电源和被测装置
为保证可编程电子负载的安全,请勿自行在可编程电子负载上安装替代零件,或执行任何未经授权的修改。可编程电子负载内部并无操作人员可维修的部件,其维修必须由经过专业培训的人员进行
除非有掌握急救技能的人员在场,否则切勿尝试对可编程电子负载进行内部维修或调整