电子负载仪的设计
来源：电子技术应用2013年第8期 作者：谭承君， 曾国强， 刘玺尧， 罗 群， 龚春慧， 吴 刚
2013/10/11 11:02:50
关键词： avr电子负载PI闭环调节PWM波控制恒流恒阻恒功率
摘 要: 以增强AVR RISC结构的ATmega16控制器为核心，设计并制作了直流电子负载仪。系统通过斜波发生器产生的锯齿波和电流采样信号与控制信号的误差信号作比较产生约20 kHz的PWM波控制MOSFET管工作，然后经过误差放大器的PI调节构成闭环负反馈控制环路，实现恒流。恒阻和恒压模式通过软件实时调节流过MOS管电路的电流实现。实测数据显示，系统恒流模式下精度在1%以内，恒阻与恒功率模式下精度在3%以内。
关键词: 电子负载；PI闭环调节；PWM波控制；恒流；恒阻；恒功率
随着社会发展，电源技术已经发生了巨大变化。对于低压直流电源来讲，如何准确、快速测试其带负载能力是电源界一直研究的问题。传统测试方法一般都采用电阻、滑线变阻器等充当测试负载，但这些负载不能满足对负载多方面的要求[1-2]，如恒定电流的负载[3]、随意调节的负载、恒功率的负载、动态负载等。本文将电子技术和微控制技术引入负载装置，设计并制作了用于测量低压直流电源带负载能力的装置——电子负载。系统的MOS管工作在开关状态，与参考文献[4]的设计方案刚好相反，系统可以实现恒流、恒阻、恒功率等模式，可接受最大输入电压为100 V，恒流模式下最大恒流值为10 A，精度在1%以内；恒阻模式下最小恒阻值为0.32 Ω，精度在3%以内；恒功率模式下最大可设定功率为100 W，精度在3%以内。目前该电子负载已投入使用，取得了良好效果。
1 系统结构设计
系统主要由斜波发生器、PWM波产生驱动电路、能量耗散电路、电流/电压采样电路、误差放大电路、微控制器等组成。其原理框图如图1所示。
恒流模式下，控制器将设定电流值通过DAC送入误差放大器的反相端。如果某一时刻待测电源实际输出电流值低于设定值，则误差放大器的输出为负，从而PWM波的占空比增大，使实际电流值增加，逼近预设电流值，反之亦然。这里引入PI调节[5]，待测电源的实际电流值与预设电流值相差越大，误差信号就越大，PWM波的占空比变化也就越大，使待测电源的实际电流很快地接近并等于预设电流值。由于误差放大器的放大倍数很高(上万倍)，在电路稳定的情况下可将误差放大器的同相输入端和反相输入端的电压视为相等，使负载电流值等于控制器的预设值，实现恒流。
恒阻模式下,微处理器首先采样得到待测电源电压，再根据设定电阻值计算出所需电流值,然后通过DAC送入误差放大器的反相端。由于待测电源电压可能变化，因此控制器须不断采样待测电源电压，一旦电压变化就要立刻改变送入DAC的值。为提高精度，软件内部采用软件补偿和过采样。
恒功率与恒阻模式的控制方式是一样的，只是计算控制电流值的公式不一样，这里不再赘述。系统将硬件与软件相结合，既克服了软件反馈响应慢的不足又避免了纯硬件实现电路复杂的缺点。同时，系统采用中断键盘输入能量耗散方式(恒流、恒阻、恒功率)和耗散值，在系统工作时，可通过电压电流采样实时显示待测电源的电压和电流值。
另外，由于闭环负反馈的反馈环路（由PWM波发生电路、MOS管驱动电路、电流采样放大电路、误差放大电路等组成）较大，信号在一定程度上会延迟，因此必须在反馈环路上添加相位补偿网络，防止电路震荡。
2 系统硬件电路设计
2.1 MOS能耗管电路
电子负载是将待测电源能量按特定方式(恒流、恒阻、恒功率等)进行耗散，用以测试待测电源的带负载能力。本系统的MOS管电路就是能量耗散电路[6]，其具体设计电路如图2所示。
图中，POWER和PGND为输入待测电源；Vin为输入PWM波，控制MOS管的导通和关闭；R44、R45、R47、R48为1 ?赘 25 W的功率电阻；R46为高精度模压电阻，实现电流采样。此处采用多路MOS管并联有两个好处：
(1)增强电路能量耗散能力，提高电路冗余度。如果其中一路MOS管电路损坏，其他MOS管电路都能正常工作，提高了系统的可靠性。
(2)多路MOS管电路并联减小了MOS管电路的导通电阻，增加了系统的电流测试能力。
由于功率耗散电路流过的电流较大，为了保护弱电控制部分不被干扰，系统在PCB板布局时将弱电控制部分和功率耗散部分分开布局，分开敷地，将功率耗散部分的地线引到弱电控制部分最初的输入电源处进行共地，以减小干扰。
另外，MOS管电路是并将待测电源能量以热量的形式耗散，在MOS管电路工作时会产生大量的热量，系统在MOS管上安装散热片，并在其电路旁边添加风扇，保证电路能长时间稳定工作。
2.2 电流采样电路
系统电流采样电路如图3所示。图中，POWER和PGND为待测电源。Vin为输入PWM波，控制MOS管的工作状态(图中的MOS管应该有四个并联，这里为了简
洁，只画了一个示意)；R23为负载电阻；R31为超高精度模压电阻，其阻值为0.05 Ω。系统MOS管工作在开关状态，采样得到的电流信号是一个矩形波，故需对电流信号放大并积分,得到流过MOS管能耗电路的平均电流值。
输出电压通过控制器的ADC采样即可得到流过MOS管能耗电路的电流。系统采用TL082对信号进行处理，TL082具有功耗低、输入阻抗高、耐共模电压高、价格便宜等特点，满足系统要求。
2.3 电压采样电路
恒阻或恒功率模式下都需要知道待测电源的电压值，根据预设值和电压值计算出所需设定的电流值。图4为系统的电压采样电路。图中POWER和PGNG 为输入待测电源，Sample1为电压采样调理电路的输出端，送入控制器ADC端口进行采样。设待测电源输入电压为Vin，经采样电路后进入单片机ADC端口
电压为Vv，则Vin与Vv的关系为：
图4中，采样分压电阻R7和R13对系统精度有以下影响：在恒流模式下，使待测电源实际输出电流比预设电流大；在恒阻模式下，使待测电源实际负载电阻比预设电阻小；在恒功率模式下，使待测电源实际输出功率比预设功率大。为了减小分压电阻对系统性能的影响，分压电阻R7和R13的阻值应尽量大，同时采用软件补偿减小误差。
图4中采样输入端添加LC滤波。由于系统能耗电路工作在开关状态，在MOS管导通瞬间，负载电阻很小(约0.32 Ω)，待测电源电压会被瞬间拉低，如图5所示，在MOS管关闭时，待测电源电压又恢复了正常。为了使采样电压更精确，需要在进入分压电阻之前进行滤波，如图4中的L1、C28，图6为经过L1、C28后的波形，从图6中可以看出波形得到了明显改善。为了达到更好的效果，在运放放大信号的同时，使用同相积分(由U2、R12、C5、R19、C27组成)使电压信号更趋于平均值；最后在输出端加RC(R2、C29)滤波，得到最佳效果；另外软件采用1 024次过采样，提高精度。
另外，在单片机ADC端口添加保护电路。由于待测电源电压的不确定性，在电路输出端加R2、D2(稳压管)等器件保护单片机的ADC端口不被烧坏。如图4所示。
3 微控制器控制值的理论计算
系统采用DAC8531作为控制电压发生器，将控制电压输出到误差放大器的同相端，DAC8531具有功耗低、精度高(16位)、轨对轨输出等特点，满足本设计要求。输出电压由DAC寄存器内的二进制编码D(在0～65 535之间)确定[7]：
系统采用增强AVR RISC结构的ATmega16控制器为主控芯片，设计了良好的人机交互界面，其软件流程图如图7所示。
4 系统提高精度的方法
系统通过控制PWM波的占空比实现对待测电源的带负载能力测试。系统采用了以下方法提高系统的稳定性和精度：
(1)系统中的MOS管能耗电路是大功率部分,在PCB布局是将其与控制电路分开，在控制电路电源的最初点共地，以减小MOS管能耗电路对控制电路的干扰。(2)系统软件采用1 024次过采样提高电流、电压的采样精度，同时采用软件补偿方式减小采样电阻R7和R13(详见图4)对系统工作的影响。(3)在芯片供电电源的就近处添加0.1 μF的退耦电容，以减小其相互影响。
5 测试结果
系统对恒流、恒阻、恒功率功能的精度进行测试，主要测量待测电源的电压和电流值。系统所选测试仪器有：MPS-3303电源箱两台；VC9807A+数字万用表两台。由于电源箱MPS-3303的最大输出电压约60 V，因此电压测试范围为0~60 V。
表2给出了本设计在恒流模式下预设2.00 A电流时的精度，从表中可以看出，系统精度在1%以内，达到了较高的指标。另外，系统预设功率小于
100 W，如果超出该功率，则关闭MOS管，保护电路。从表中可以看出系统具有过载报警功能。
表3给出了系统在恒功率模式下预设10.00 W、45.00W时的精度，从表中可以看出，系统在恒功率模式下的精度在3%以内，达到了较高的指标。
限于篇幅，文中只给出了恒流、恒功率模式下的数据。恒阻模式下，系统精度仍在3%以内。
参考文献
[1] 杨长安,王蔚,赵亮,等. 基于反馈控制的恒流型电子负载的实验研究[J].现代电子技术, 2006,33(14):127-128.
[2] 杨振吉,付永杰.电子负载的设计[J]. 计量技术,2003(5):24-25.
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[6] 黄志瑛,谢光明.功率MOSFET在电子负载中的应用[J].科技资讯，2008(1).
[7] Texas Instruments. Digital to Analog converter DAC8531.2001.
DIY 电子负载系统 设计思想：１、想了解手中各种电源、电池特性，电子负载必不可少 ２、设计制作不同类型电子负载，享受体验各自特性，所以做了两个：无源型与有源型 ３、花钱要尽可能少，最大程度利用手中现有设备完成数据采集自动化 ４、外观设计尽可能具有自己的个性风格
一、无源电子负载 二、 简介：１、电路尽可能简单、花钱要尽可能少 ２、避开每次使用都用万用表监视调整负载电流 ３、使热量尽可能均匀分布在一块电路板上，免去外加散热器 ４、手中各种锂电比较多，打算专门为锂电服务 ５、基于以上几点反复思考决定使用六片AMS1117-1.2（0.2元/片）完成恒流每路一片AMS1117-1.2，恒流100mA，六路最大负载电流总和为600mA 六片AMS1117-1.2均匀分布在一块电路板上，刻电路板时尽量保存覆铜加强散热 ６、用5个拨号开关设定电流 5个拨号开关全部关断时，负载电流为100mA，每接通一个开关，增加100mA ７、用较厚的不锈钢带将电路板链接在底座上 ８、适应电压范围：最小电压为2.7V，最高适应电压由AMS1117-1.2决定 ９、用手中VC86D(带USB电脑接口)万用表完成数据采集自动化
二、有源电子负载 简介：１、电路尽可能简单、花钱要尽可能少，服务于各种电源、电池 ２、核心元器件为：IRF520（1.9元/个）、LM358P（0.2元/片）、TL431（0.1元/个）３、在铝合金门窗加工点寻找一块料头做散热器，整体设计围绕这块铝合金料头 ４、铝合金料头是块方管，为了解决散热通风，在下面开个长方形口 使得散热对流获得改善，同时还可以用小风扇从下面往上吹进行强制散热５、LM358P内部两个运算放大器，实际用一个就可以，避免浪费，两个运算放大器全部使用 其中一个做采样放大，将电流采样信号最大值放大到2.5V，与TL431基准电压相同 另一个接IRF520，去调整稳定负载电流 ６、电流取样电阻为0.068Ω无感陶瓷电阻（过两天到货，暂时用0.22Ω普通电阻，电流只能达到1A） ７、用较厚较宽的不锈钢带将电路板链接在底座上 ８、电流可调范围在0～3A之间，1A时最低适应电压可达0.5V以下，最高适应电压由IRF520决定 功耗8W以内不需要扇强制散热，加风扇强制散热功率至少提高一倍９、同样用手中VC86D(带USB电脑接口)万用表完成数据采集自动化
真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生 产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连 小草也长不出来的 文件编号 IT8541B电子负载仪操作规程版本/修订A/0 1. 目的： 规范电子负载的使用及维护，使工具仪器保持就佳工作状态。 2. 适用范围： 厂区所有电子负载工具仪器及附届设备。 3. 职责与权限： 3.1测试员负责日常仪器的保养及测试记录。 3.2质量部负责日常仪器的校验及监督使用情况。 4. 操作内容： 4.1开机：按下面面板开关上的电源开关，预热10分钟。 4.2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!确认。 4.3定功率操作：P-SET,通过数字键或旋钮输入一个功率值，按ENTER!确认。 4.4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!确认。 4.5定电压操作：按V-SET,通过数字键或旋钮输入一个电压值，按ENTEFR?确认。 4.6 IN ON/OFF输入设定： 4.6.1按ON/OFFW改变负载的输入状态，按一次，面板上显示ON则表示负载处丁输入 状态。 4.6.2.再按ON/OFF^，面板上显示0FF,则表示负载处丁关闭状态。 4.7电池放电测试： 4.7.1按ON/OFFS,使负载的输入状态关闭，连接好待测电池 4.7.2按I-SET键设定电池的放电电流，按ENTE触确认。 4.7.3 按Shift+battery ，设关断电压，ENTE败电。 4.7.4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。 4.8自动测试： A. 按shift+menu进入菜单，VFD显示CONFIG再按▼键移动LIS所需要的最大T SET项，按enter进入到下菜单，VFD显示MODE SET按▼见移动EDIT TEST FILE,按enter开始编自动测试文件，此时VFV显示MAXURR=20A设置所需要的最大电流,按enter确认。
直流电子负载设计报告 （侯进高业林伍贯礼）指导老师周晓波王森 摘要：本文论述了直流电子负载的设计思路和过程。本电子负载采用AT89S51 单片机作为系统的控制芯片，可实现以下功能：电子负载有恒流和恒压两种模式，可手动切换。恒流方式时不论输入电压如何变化（在一定范围内），流过该电子负载的电流恒定，且电流值可设定。工作于恒压模式时，电子负载端电压保持恒定，且可设定，流入电子负载的电流随被测直流电源的电压变化而变化。AD模块接受电路电压和电流模拟信号，转化为数字信号，经液晶模块同步显示电压和电流。包括控制电路(MCU)、驱动隔离电路(PWM波)、主电路、采样电路、显示电路、基准电路等；能够检测被测电源的电流值、电压值；各个参数都能直观的在数码管上显示。 关键词：电子负载；单片机（MCU）；模数（A/D）.PWM. 一，引言 在电路中，负载是指用来吸收电源供应器输出的电能量的装置，它将电源供应器输出的电能量吸收并转化为其他形式的能量储存或消耗掉。如电炉子将电能转化为热能；电灯将电能转化为光能；蓄电池将电能转化为化学能；电机将电能转化为动能。这些都是负载的真实表现形式。负载的种类繁多，但根据其在电路中表现的特性可分为阻性负载、容性负载、感性负载和混合性负载。在实验室，我们通常采用电阻、电容、电感等或它们的串并联组合，作为负载模拟真实的负载情况。进行电源设备的性能实验。电子负载是利用电子元件吸收电能并将其消耗的一种负载。电子元件一般为功率场效应管（Power MOS）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等功率半导体器件。由于采用了功率半导体器件替代电阻等作为电能消耗的载体，使得负载的调节和控制易于实现，能达到很高的调节精度和稳定性。同时通过灵活多样的调节和控制方法，不仅可以模拟实际的负载情况，还可以模拟一些特殊的负载波形曲线，测试电源设备的动态和瞬态特性。这是电阻等负载形式所无法实现的。二，总体方案论证与设计 电子负载用于测试直流稳压电源、蓄电池等电源的性能。设计和制作一台电子负载，有恒流和和恒压两种模式，可手动切换。恒流方式时不论输入电压如何变化（在一定范围内），流过该电子负载的电流恒定，且电流值可设定。工作于恒压模式时，电子负载端电压保持恒定，且可设定，流入电子负载的电流随被测直流电源的电压变化而变化。外接12V稳压电路。 要求： （1）负载工作模式：恒压（CV）、恒流（CC)两种模式可选择。 （2）电压设置及读出范围：1.00V~20.0V。 （3）电流设置及读出范围：100mA~3.00A。 （4）显示分辨能力及误差：至少具有3位数，相对误差小于5%。
1、自动测试功能 TC01A4车充测试流程 工序 测试步骤测试方法 纹波范围（mV） 模式 电流范围（A） 电压范围（V） 第一步 空载 0 5.0～5.4 ≤50mV 第二步 负载 2.1 4.7～5.25 第三步 过流 4 0～0.5 2、编辑测试档 ①设置最大电流值； ②设置最大电压值； ③设置最大功率值； ④设置第一步为空载模式，电流0A，电压范围5.0～5.4V，测试时间0.1S； ⑤设置第二步为负载模式，电流2.1A，电压范围4.7～5.25V，测试时间１S； ⑥设置第三步为过流模式，电流4A，电压范围0～0.5V，测试时间１S； ⑦把编辑好的自动测档保存到EEPROM（电子式可清除程序化只读存储器）中； ⑧自动测试档编辑完成，按键两次退出菜单。 自动测试文档由技术人员按产品测试规格书上各项标准进行设置。 第 1 页共 3 页
3、快速取出测试档 下面的方法可以在仪器重上电后快速的从EEPROM中调出原先编辑好的测试档： ①按下键进入菜单项，显示屏显示＞CONFIG ②按▼键移动菜单到＞LIST SET项 ③按键进入下一层菜单，显示屏显示＞MODE SET ④按▼键移动菜单到＞CALL TEST FILE项 ⑤按键进入下一层菜单，显示屏显示＞RECALL 1 ⑥此时按?键调出第1组测试档案，按?键调出第2组测试档案 ⑦按键确认，读取原先编辑好的测试档 ⑧连续按两次键退出读取操作。 4、设置触发方式为外部信号触发方式或键触发方式 下面的方法可以在仪器重上电后如何设置触发方式： ①按下键进入菜单项，显示屏显示＞CONFIG ②按键进入下一层菜单，显示屏显示＞INITIAL CONFIG ③按▼键移动菜单到＞TRIGGER SOURCE项 ④按键进入下一层菜单，显示屏显示＞IMMEDIATE
直流电子负载设计基础 电子负载基本工作原理： 1.恒压模式 2.恒流模式 3.恒阻模式 4.恒功率模式 恒流 图中R1为限流电阻，R1上的电压被限制约0.7V，所以改变R1的阻值就可以改变恒流值，在上图中 我们知道，在串联电路中，各点电流相同，电路要恒流工作，只要在串联回路里控制流过一个元 件的电流就可以达到我们所控制的恒流输出。 上图是一个简易的恒流电路，通常用在一些功率较小及要求不高的场合里应用，那么在一些应用 中这种电路就无能为力了，如：在输入电压为1V输入电流为30A，那么对于这样的要求这样的电 根本无法保证工作。这样的电路调节输出电流也不是很方便。
这个图是一个最常用的恒流电路，这样的电路更容易获得稳定及精确的电流值，R3为取样电阻,VREF是给定信 号，电路工作原理是：当给定一个信号时VREF，如果R3上的电压小于VREF，也就是OP07的-IN小于+IN，OP07加输出大，使MOS加大导通使R3的电流加大。如果R3上的电压大于VREF时，-IN大于+IN，OP07减小输出，也就降了R3上的电流，这样电路最终维持在恒定的给值上，也就实现了恒流工作。 如给定VREF为10mV，R3为0.01欧时电路恒流为1A，改变VREF可改变恒流值，VREF可用电位器调节输入或用DAC 芯片由MCU控制输入，采用电位器可手动调节输出电流。如采用DAC输入可实现数控恒流电子负载。 电路仿真验证
在上图中我们给定了Vin为4V-12V变化的电压信号，VREF给定50mV 的电压信号，在仿真结果中输入电流一真保持在5A，电路实现了恒流 作用。 恒压电路 一个简易的恒压电路，用一个稳压二极管就可以了。 这是一个很简易的图，输入电压被限制在10V，恒压电路在用于测试充 电器时是很有用的， 我们可以慢慢调节电压测试充电器的各种反应。图是10V是不可调的，请看下图可调直流 恒压电子负载电路：
Chroma 6310系列电子负载操作指导书 1 前言和目的 本文阐明了Chroma 6310系列电子负载操作方法，便于实际的操作使用。 2 适用范围 适用于Chroma 6310系列电子负载的使用操作。 3 操作规程 仪器简介 Chroma 6310系列电子负载6314插框可以放下四路电子负载，6312可以放下两路负载模块（63102、63103、63105、63107……），包括一个处理器，GPIB接口、RS-232接口、控制面板、以及显示器和PASS/FAIL信号。具有SAVE/RECALL功能，可以储存100份文件，10个程序、一个缺省默认设计。各路负载模块可以各自工作在CC、CR、CV三种模式，每个模块都具有一个或者两个通道（63103、63106为当通道模块，63102、63107为双通道模块），每个通道都有自己的编号（1~8），可以各自独立地turn on/ turn off,或short-circuited。如果一个模块带载不够还可以将模块并联提高带载能力，当四路都加载时最大功率可达1200W。其中控制面板有三个键都可以实现两个功能，将SHIFT 键与该键同时按下就可以实现另外一个功能。 插框面板按钮介绍 1．电源开关 2．LCD显示器 3．通道显示 4．功能键 CHAN：选定通道进行设置 MODE：用来选择带载模式（CC、CR、CV） PROG：用来编辑一组带载程序或者运行一组带载程序。 CLEAR：当数字输入错误后，按该键可以清除。 RECALL：可以用来调用先前存储的负载设置。 SAVE：当你设置好一种负载后可以使用该键保存到一个程序里面（1to10），下次使用可以通过RECALL（1to10）调用。存储/调用（SAVE/RECALL）该系列负载可以对各路负载设定值按顺序储存在一个文件里，下次再要用到该系列负载时可以将此文件调用出来，如你要将已经设定好好的负载值储存到1号文件里，则只需按SAVE，然后按方向键，当显示器出现 SAVE PROGRAM 1：YES 2：NO时，按键“1”存储，当下次要再次调用该系列负载时，只需按RECALL，1，ENTER，则所有通道的设定值都回被条用出来，然后按LOAD即可加载。
电子负载测试仪ACLT-3803W 一、电子负载测试仪主要功能 1.内置有精密RLC负载，是由连续可调电阻、电感、电容负载系统、电气参数测试系统、自动 控制系统、软件分析编程系统组成。 2.可以模拟三相负载不平衡、负荷突加突卸、不同功率因素超前、滞后等各种电力工况。检验 微网系统在各种复杂极端工况下的运行可靠性。 3.预先设置负荷运行的状态及时间，可编程交流负载预先设定的根据负荷曲线自动加载运行， 模拟预测的负荷曲线。 4.可以用于测量微网逆变器或微网并网点的防孤岛效应保护功能。 5.在微网试验平台与能量管理系统程序研发试验中，可以将本设备任意设定成一级负荷、二级 负荷、三级负荷，通过软件远程控制功能实施可行性实验。 6.内置元器件采用无源元件，在任何功率段输出测试时，可以不附加跟踪调节功能，加载真实 的电阻、电感、电容，避免测试过程丢失隐含的结果，真实体现负载特性。（与电子负载的重要区别） 7.本设备的RLC负载分别装有智能加载控制板，能根据主机的命令，加载每一相的各种RLC 功率模块。 8.内置有多通道的电气参数采集模块，能够精确测量显示三相RLC各个通道的电压、电流、有 功功率、无功功率等电气参数。 9.满足并网逆变器认证标准CGC/GF004:2011(CNCA/CTS0004:2009A)、IEC62116-2008、 VDE0126-1-1及IEEE1547标准的防孤岛效应保护试验测试要求。 10.内置的阻性负载、感性负载及容性负载最小标准功率为0.001kVA，步进幅度0.001kVA，负 荷功率连续可调，可精确模拟交流谐振发生并满足逆变器防孤岛保护功能检测需要。 11.新型功耗组件，功率密度高，无红热现象，阻性负载采用合金电阻元件，测试过程不会由于 阻性负载元件发热引起阻抗值的热漂移。 12.内置电感采用磁路式可控式的负载电感负载元件，满足线电压400V/50Hz（相电压 230V/50Hz）工况下0.001kVA功率调节要求，确保长时间加载测试过程中电感功率不发生变化，不会影响谐振点使其偏移。 13.内置电容采用标准CBB电容元件，满足线电压400V/50Hz（相电压230V/50Hz）工况下 0.001kvar功率调节要求，确保长时间加载测试过程中电容功率不发生变化，不会影响谐振
直流电子负载设计制作（F题） 青岛大学庄翠竹刘丙坤郑龙 专家点评:本系统设计的直流电子负载采用MSP430F2616 作为系统的主控芯片，实现了恒压、恒流和恒阻三种工作模式，并且可以在三者之间通过键盘进行程序模式切换。思路严谨，创意新颖，测试结果可信。论文撰写格式尚待规范。 中国海洋大学信息学院程凯副教授 摘要 本电子负载采用 MSP430F2616 单片机作为系统的控制芯片，可实现以下功能：有恒压、恒流和恒阻三种模式，并且可以在三者之间通过键盘输入程控切换。通过按键及DA转换设置电压、电流、电阻的基准；模拟电路部分主要采用比较器控制负载回路上的主控NMOS管栅压，从而控制其导通情况即回路等效阻抗；AD对输出电压、电流采样并通过液晶显示；最后增加了过载保护、短路保护和过热保护。在实现基础功能的基础上，CV范围扩大为0-35V，CC扩大为0-4A，CR范围为1-99Ω，并且增加了通过无线模块实现的手持显示器。 关键词：直流电子负载无线 MSP430F2616
一、方案论证与设计 系统框图： 电流检测 电压检测 AD 采样 MCU 显示 键盘 DA 输出 无线控制 控制电路 图1 直流电子负载系统实现框图 该系统实现框图如上图1所示，包括主控器、键盘、显示电路、MOSFET 功率电路和信号处理电路五个部分，信号处理模块包括信号调整电路和信号调理电路。图1中的待测电源是直流电子负载的待测电源，不属于直流电子负载的系统组成。 1.主控器模块的设计方案与选择 主控器负责控制与协调其他各个模块工作，并进行简单的数字信号处理。在整个电子负载系统中，主控器是系统的控制中心，其工作效率的高低关系到系统效率的高低以及系统运行的稳定性。 方案一：采用ATMEL 公司的AT89C51。51单片机价格便宜，应用广泛，使用AT89C51需外接两路AD 转换电路，实现较为复杂。 方案二：采用TI 单片机MSP430F2616。MSP430F2616比普通51单片机快8～12倍，尤其是其单片机内部有12位ADC 和12位DAC,可以省去外接两路A/D 转换电路，并且有丰富的 I/O 口，大大提高了系统的整体性能和集成度。 选择方案二以TI 单片机MSP430F2616位控制核心，组成单片最小系统。 2. 恒流工作模式的设计方案与选择 方案一：完全采用数字反馈控制的恒流源方案 这种电路是完全通过数字反馈实时调整由于负载变化带来的电流变化，并不以基本的恒流电路为基础。原理图如图2所示。 取样电阻R 串入负载回路，放大取样电阻两端的电压，通过A/D 转换可以得到负载回路的电流值，控制器采用一定的控制算法调节D/A 输出的电压值，放大后直接作为负载的电源使用。 这种方案在控制原理上较简单，原则上可以用在任意控制要求中。但是缺点是电路本身不具备恒流特性，负载变化引起的电流变化完全依赖数字反馈来调整。受控制器运算速度、模数/数模转换精度和速度影响，抗负载波动能力差。所以不采用图2所示全
简易直流电子负载设计报告 摘要：本文论述了简易直流电子负载的设计思路和过程。直流电子负载采用MSP430G2553单片机作为系统的控制芯片，可实现以下功能：在恒流（CC）模式下，不管电子负载两端电压是否变化，流过电子负载的电流为一个设定的恒定值。AD模块接收电路电压和电流模拟信号，转化为数字信号，经液晶模块12864同步显示电压和电流。系统包括控制电路(MCU)、驱动隔离电路(PWM波)、主电路、采样电路、显示电路、基准电路等；具有过压保护功能;能够检测被测电源的电流值、电压值；具有直流稳压电源负载调整率自动测量功能；各个参数都能直观的在液晶模块上显示。 关键词：电子负载；单片机（MCU）；模数（A/D）.PWM波. 一、引言 电子负载用于测试直流稳压电源的调整率，电池放电特性等场合,是利用电子元件吸收电能并将其消耗的一种负载。电子元件一般为功率场效应管（Power MOS）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等功率半导体器件。由于采用了功率半导体器件替代电阻等作为电能消耗的载体，使得负载的调节和控制易于实现，能达到很高的调节精度和稳定性。同时通过灵活多样的调节和控制方法，不仅可以模拟实际的负载情况，还可以模拟一些特殊的负载波形曲线，测试电源设备的动态和瞬态特性。 二，总体方案论证与设计 设计和制作一台电子负载，在恒流（CC）模式下，不管电子负载两端电压是否变化，流过电子负载的电流为一个设定的恒定值。 要求： （1）负载工作模式：恒流（CC)模式； （2）电压设置范围：0～10V； （3）电流设置范围：100mA～1000mA，设置分辨率为10mA，设置精度为±1%； （4）直流稳压电源负载调整率：测量范围为0.1%～19.9%，测量精度为±1%。 （5）显示分辨能力及误差：至少具有3位数，相对误差小于5%。 恒流模块和恒压模块共用一个基准电压12v，并且通过开关实现两种模式的转换，用A/D转换器把电路中的电压电流的模拟信号转换为数字信号，然后通过单片机来程控从而重置电压电流，用数码管液晶显示同时呈现即时电压电流。原理图如下所示。
电子负载仪的设计 来源：电子技术应用2013年第8期 作者：谭承君， 曾国强， 刘玺尧， 罗 群， 龚春慧， 吴 刚 2013/10/11 11:02:50 关键词： avr电子负载PI闭环调节PWM波控制恒流恒阻恒功率 摘 要: 以增强AVR RISC结构的ATmega16控制器为核心，设计并制作了直流电子负载仪。系统通过斜波发生器产生的锯齿波和电流采样信号与控制信号的误差信号作比较产生约20 kHz的PWM波控制MOSFET管工作，然后经过误差放大器的PI调节构成闭环负反馈控制环路，实现恒流。恒阻和恒压模式通过软件实时调节流过MOS管电路的电流实现。实测数据显示，系统恒流模式下精度在1%以内，恒阻与恒功率模式下精度在3%以内。 关键词: 电子负载；PI闭环调节；PWM波控制；恒流；恒阻；恒功率 随着社会发展，电源技术已经发生了巨大变化。对于低压直流电源来讲，如何准确、快速测试其带负载能力是电源界一直研究的问题。传统测试方法一般都采用电阻、滑线变阻器等充当测试负载，但这些负载不能满足对负载多方面的要求[1-2]，如恒定电流的负载[3]、随意调节的负载、恒功率的负载、动态负载等。本文将电子技术和微控制技术引入负载装置，设计并制作了用于测量低压直流电源带负载能力的装置——电子负载。系统的MOS管工作在开关状态，与参考文献[4]的设计方案刚好相反，系统可以实现恒流、恒阻、恒功率等模式，可接受最大输入电压为100 V，恒流模式下最大恒流值为10 A，精度在1%以内；恒阻模式下最小恒阻值为0.32 Ω，精度在3%以内；恒功率模式下最大可设定功率为100 W，精度在3%以内。目前该电子负载已投入使用，取得了良好效果。 1 系统结构设计 系统主要由斜波发生器、PWM波产生驱动电路、能量耗散电路、电流/电压采样电路、误差放大电路、微控制器等组成。其原理框图如图1所示。
第十二届“挑战杯”中国大学生课外学术科技作品竞赛江西赛区 参 赛 作 品 作品名称：电子负载机的设计 参赛姓名：肖新清、侯飞、邓玉龙 参赛类别：科技发明制作B类 二〇一一年四月
电子负载机的设计 目录 摘要 (2) 引言 (2) 1 电子负载的原理概述 (3) 1.1 定电流模式（CC mode） (3) 1.2 定电压模式（CV mode） (3) 1.3 定电阻模式（CR mode） (4) 1.4 定功率模式（CP mode） (4) 2 电子负载硬件系统设计 (4) 2.1 电子负载机设计模块方框图 (5) 2.2 单片机的选择及应用 (5) 2.3 D/A转换芯片 (6) 2.3.1 TLC5615的特点 (6) 2.3.2 TLC5615引脚说明 (6) 2.3.3 TLC5615的时序分析 (6) 2.4 A/D转换芯片 (7) 2.4.1 工作原理： (7) 2.4.2 输入的模拟量采样： (8) 2.4.3 数字量的传输： (8) 2.5 液晶显示模块 (9) 2.5.1 SPI接口时序写数据/命令 (10) 2.5.2 Nokia5110的初始化 (10) 2.5.3设置Nokia5110液晶的坐标 (10) 2.5.4 显示英文字符 (11) 2.5.5 显示汉字 (11) 2.6 MOSFET场效管的应用 (11) 2.6.1 MOS型场效应管的特点 (11) 2.6.2 MOS型场效应管的输出特性曲线 (11) 2.6.3 MOS型场效应管的选型 (12) 2.7 按键识别电路 (12) 2.8 集成运算放大器的应用 (13) 3 系统软件设计 (14) 3.1 主程序流程图 (14) 3.2 D/A基准电压输出子程序设计 (14) 3.3 电压电流检测程序设计 (14) 3.4 液晶显示子程序 (14) 3.5 键盘识别处理程序设计 (15) 结论 (16) 参考文献 (17) 附录A：整体电路原理图 (18) 附录B：负载机设计主程序 (18)
“简易直流电子负载”设计报告 摘要：本系统设计制作了一台恒流工作模式的简易直流电子负载。通过按键、LCD显示，AD/DA模块、恒流电路及功率器件搭建电路。运用MSP430G2553单片机精确控制恒流电流值，可以满足基本要求（1）、（2）、（3）；自制了一个符合发挥部分（1）的稳压电源，通过测量达到了发挥部分（2）的要求，通过改变负载电阻Rw达到发挥部分（3）的要求。本系统能够把负载两端电压、流过负载电流和负载调整率直观的在LCD上显示，具有便携（电池供电），精确等特点。 关键字：恒流功率器件AD/DA MSP430G2553 负载调整率 一、模块设计方案 1.1 单片机系统 方案一、使用AT89C51单片机系统，At89C51是一个低功耗的CMOS8位单片机，片内含有4K bytes存储器和128bytes的随机数据存储器，片内集成通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元。 方案二、使用MSP430g2553单片机系统，其可在1.8~3.6V的低电压范围内工作，具有超低功耗的特点；有5种节能方式和基本时钟模块配置；内置16位定时器，多达20个支持触摸感测的I/O引脚和欠压检测器，MSP430g2553功耗低。 综合考虑，方案二中单片机系统，性价比高，运行速度高；所以采用方案二。 1.2DA模块 方案一、使用DAC0832，最常用的器件，易于使用，硬件接口简单，编程容易，缺点精度只有8位，达不到设计要求。 方案二、TI公司生产的TLV5616。这是一个12位的数模转换器。带有灵活的4线串行接口，可以无缝连接TMS320，SPI，QSPI和Mircrowire串行口。数字和模拟电源分别供电，电压范围2.7V~5.5V。输出缓冲是2倍增益rail-to-rail输出放大器，输出放大器是AB类以提高稳定性和减少建立时间。rail-to-rail输出和关电方式非常单电源、电池供电应用。通过控制字可以优化建立时间和耗化比且精度达到设计要求。综合考虑，我们选用方案二。 1.3恒流电路模块 方案一、采用稳压器来构成恒流源，LM7805是三端固定式集成稳压器，输出的电流I=（Uo’/R1+I2）;式中I2是7805的静态电流，数值非常之小，当R1较小I1较大时，I2可忽略不计；当R2变化时，LM7805改变自身的电压差来维持电压不变。该电路结构简单，但不能实现数控。如图1.
工序名称电子负载操作规程 版本A/1 页次1/1 一、目的：指导设备使用人员的正确操作及维护，以保证安全生产。 二适二、用范围：公司电子负载仪 三操三、作步骤： 1.电子负载主要用于直流电压输出负载测试，可以直观的显示直流电压及负载电流。 2.操作时，首先插好电源线，开启电源开关（ON）。根据测量要求按动面板上的I-set/V-set/P-set/R-set键 选择不同的测量方式: CC.CV.CP.CR.选择好测量方式后再选择最高要求和最低要求,数字键里有 A .A,待设定好了最高低要求后,就选择启动负载键,此时电子负载就开始启动工作,面板上会显示出电压电流或功率. 3.待测电源直流电源插头，接DC输入接线头,极性不能接反。输入为正的接电子负载DC正接线柱，为负的接 负接线柱。 4.另外，一些选择模式请详阅使用说明书。 5.本仪器虽有过压、过流、过热、过率保护装制，但操作人员一定要谨慎小心操作，不能有错若发现仪器的故 障，及时送设备工程部维修，其他无关人员不许随便开机检查。 6.每次开机时、仪器工作一个周期（2个小时）后必须对仪器自检！当仪器自检不通过时，应及时追溯到前 一次电压误测的合格产品，并进行隔离重新测试。 四，点检内容及方法： 电流电压读数：将产品输出端连接到到输入电子负载端子线,此时用数字万用表和电子负载同时测量下输入的电压电流,此时万用表上面的显示同机器上的显示应为相同,否则证明机器出现故障. 面板上的功能键的有效:将产品输出端连接到到电子负载输入端子线,任意调整按键的数值后再确认是否有 效,调整更改的数值无效则证明电子负载出现故障. 如果在点检时,所检的项目与结果不符的现象,证明机器已发生故障应停止使用，应及时叫技术部门修理调整,点检合格后投入使用。 五．维护及保养： 保持机器的环境的适当通风，勿时间日照； 保持机器表面干燥，整机干净整洁； 批准：审核：制定：
3150 电子负载仪的使用及维护规范 1．目的 规范电子负载的使用及维护，使工具仪器保持就佳工作状态。 2．适用范围 厂区所有电子负载工具仪器及附属设备。 3．引用文件 TYT-COP-760测试和监视程序。 4．职责 4．1使用部门：负责电子负载的日常维护和定期送外校验 4．2工程部ME组：负责电子负载仪器维修和鉴定。 5．仪器用途 用以测量产品的功耗和负载能力。 6．操作程序 6．1开机：按下面面板开关上的电源开关，预热10分钟。 6．2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。6．3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。6．4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。6．5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。6．6IN ON/OFF输入设定： 6.6.1 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。 6.61.再按ON/OFF键，面板上显示0FF，则表示负载处于关闭状态。 6.6.2再按ON/OFF键，面板上显示OFF，则表示负载处于关闭状态。 6.7 电池放电测试 6.7.1按ON/OFF键，使负载的输入状态关闭，连接好待测电池。 6.7.2按I-SET键设定电池的放电电流，按ENTER键确认。 6.7.3按Shift+battery，设关断电压，ENTER放电。 6.7.4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。 6.8自动测试： A．按shift+menu进入菜单，VFD显示CONFIG。再按▼键移动LIS所需要的最大T SET 项，按enter进入到下菜单，VFD显示MODE SET。按▼见移动EDIT TEST FILE，按enter 开始编自动测试文件，此时VFV显示MAX CURR。=20A，设置所需要的最大电流，按enter 确认。 B．VFD显示MAX VOLT。=120V，设置所需要的最大电压，按enter确认。 VFD显示MAX POWER。=200W，设置所需要的最大功率，按enter确认。 C．VFD显示TEST COUNT=2，设置所需要的测试步数，最多可以设置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。 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SHORT ON。SHORT OFF模式，按enter确认。
简易直流电子负载设计报告 一，引言 在电路中，负载是指用来吸收电源供应器输出的电能量的装置，它将电源供应器输出的电能量吸收并转化为其他形式的能量储存或消耗掉。如电炉子将电能转化为热能；电灯将电能转化为光能；蓄电池将电能转化为化学能；电机将电能转化为动能。这些都是负载的真实表现形式。负载的种类繁多，但根据其在电路中表现的特性可分为阻性负载、容性负载、感性负载和混合性负载。在实验室，我们通常采用电阻、电容、电感等或它们的串并联组合，作为负载模拟真实的负载情况。进行电源设备的性能实验。电子负载是利用电子元件吸收电能并将其消耗的一种负载。电子元件一般为功率场效应管（Power MOS）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等功率半导体器件。由于采用了功率半导体器件替代电阻等作为电能消耗的载体，使得负载的调节和控制易于实现，能达到很高的调节精度和稳定性。同时通过灵活多样的调节和控制方法，不仅可以模拟实际的负载情况，还可以模拟一些特殊的负载波形曲线，测试电源设备的动态和瞬态特性。这是电阻等负载形式所无法实现的。二，总体方案论证与设计 电子负载用于测试直流稳压电源、蓄电池等电源的性能。设计和制作一台电子负载，有恒流和和恒压两种模式，可手动切换。恒流方式时不论输入电压如何变化（在一定范围内），流过该电子负载的电流恒定，且电流值可设定。工作于恒压模式时，电子负载端电压保持恒定，且可设定，流入电子负载的电流随被测直流电源的电压变化而变化。外接12V稳压电路。 要求： （1）负载工作模式：恒压（CV）、恒流（CC)两种模式可选择。 （2）电压设置及读出范围：1.00V~20.0V。 （3）电流设置及读出范围：100mA~3.00A。 （4）显示分辨能力及误差：至少具有3位数，相对误差小于5%。 恒流模块和恒压模块共用一个基准电压12v，并且通过开关实现两种模式的转换，用 A/D转换器把电路中的电压电流的模拟信号转换为数字信号，然后通过单片机来程控从而重置电压电流，用数码管液晶显示同时呈现即时电压电流。原理图如下所示。
题目：直流电子负载的设计 摘要由大功率晶体管构成的功率恒流源充当负载, 通过吸收电源提供的大电流,从而模拟复杂的负载形式, 测试电能输
出装置或转换装置的输出性能。在对比传统测试所用的静态负载的基础上, 提出新型电子负载实现的基本功能, 并作了原理和电路分析及电路调试, 同时进行了功能完善、性能改善及智能控制探讨。实验证明, 该装置解决了传统测试中用电阻、电阻箱、滑线变阻器等模拟不了复杂负载的问题。 关键词负载; 电子负载; 定电流模式; 定电压模式 输出电能或转换电能的设备或部件各式各样, 如何对其输出特性进行可靠、全面且比较简单、快捷的测试, 一直是仪表测试行业研究的问题。传统测试中, 常采用静态负载( 作为消耗能量的器件广泛地称为负载) 。实际上负载的形式较为复杂, 常为一些动态负载, 如: 负载消耗的功率是时间的函数, 或者负载工作在恒定电流、恒定电阻、恒定电压方式以及不同的峰值因数、功率因数或负载为瞬时短路负载等, 传统负载模拟不了这些复杂的负载形式。本文研制的电子负载就是针对实际应用中负载比较复杂的情况而设计的测试设备。 1工作原理 为了使电子负载有具有定电流(CC) 、定电阻(CR) 、定电压(CV) 、定功率(CP)等工作模式. 采用以单片机为核心的控制电子负载的工作模式,通过检测电源输出的电压和输出电流. 根据电子负载设定的模式,控制电源输出电流的大小,使电子负载具有定
电流(CC) 、定电阻(CR) 、定电压(CV) 、定功率(CP)等工作模式. 电流采用滞环控制方式,功率管工作在开关状态,产生的能量大部分消耗在功率电阻上,功率管的损耗小,温升低. 图1 为恒流型电子负载的结构框图. 各部分的功能分别为:电流控制电路是控制被测电源的负载的电流, 能按设定的电流给电源加载,功率消耗电路是把电流控制产生的能量以热的形式消耗掉,显示及键盘电路主要是满足人机界面, CPU主要完成人机交互,测量电压电流,计算出放电的能量,以及根据要求产生电压信号控制负载的电流;电源电路产生合适电源为其它电路提供工作电源。 2恒流电子负载的硬件组成 在定电流工作模式时，电子负载所流入的负载电流依据所设定的电流值而保持恒定，与输入电压大无关，即负载电流保持摄定值不变。 下图是一个最常用的恒流电路，这样的电路更容易获得稳定及精确的电流值，R1 为取样电阻,REF 是给定信号，电路工作原理是：当给定一个信号时REF，如果R1 上的电压小于1REF，也就是OP07的-IN 小于+IN，OP07 加输出大，使MOS 加大导通使R3 的电流加大。如果R1上的电压大于REF 时，-IN 大于+IN，OP07 减小输出，也就降了R3 上的电流，这样电路最终维持在恒定的给值上，也就实现了恒流工作。如给定1REF 为10mV，R3 为0.1 欧时电路恒流为0.1A，改变。REF 可改变恒流值，REF 可用电位器调节输入或用DAC
艾德克斯电子负载操作规程 （ISO9001-2015） 1.目的: 为了使实验仪器操作方法规范，确保实验结果正确，延长仪器使用寿命。 2.范围： 本作业指导书适用该仪器的使用操作。 3.职责： 工艺组:负责仪器定期校验。 实验室：负责仪器设备保养，作业指导书编写。 使用者：按照作业指导书使用仪器。 4.作业内容： 4.1.仪器介绍 4.1.1.仪器主要参数 输出电压:DC500V,输出功率:300W,输出电流:15A 操作模式:除了4个经典模式外,还包含电池放电模式、Von Voff 、动态测试等. 定电流操作模式:不管输入电压是否改变，电子负载消耗一个恒定的电流. 定电压操作模式: 电子负载将消耗足够的电流来使输入电压维持在设定的电压上. 定电阻操作模式:电子负载被等效为一个恒定的电阻会随着输入电压的改变来线性改变电流 定功率操作模式: 电子负载将消耗一个恒定的功率，如果输入电压升高，则输入电 流将减少，功率P（=V * I ）将维持在设定功率上. 4.1.2.仪器面板介绍
NO 名称NO 名称 1 开关机按键8 输出接线端了正极 2 数字键盘9 输出接线端了负极 3 选择定功率模式，设定功率输入值10 主显示屏 4 Shift复合键11 选择定电流模式设定电流输入值 5 选择定电阻模式，设定电阻输入值12 选择定电压模式设定电压输入值 6 控制负载的输入状态：开启/关闭13 副显示屏 7 上下移动键和Enter确认键14 调节旋钮 4.1.3.指示灯功能描述
4.2.定电流负载模式操作步骤 4.2.1.插上仪器电源、启动仪器处于待机状态. 4.2.2.在仪器面板上按I-set键，屏幕显示CURRENT=0.000A . 4.2.3.通过数字键或者是旋钮输入所需的电流值，如CURRENT=1A按 Enter键确认. 4.2.4.被测样品与仪器连接 4.2. 5.在仪器面板上按ON/OFF 键,仪器开始输出电流. 4.3.定电压负载模式操作步骤 4.3.1.操作步骤同4.4 4.4.定电阻负载模式操作步骤 4.4.1.操作步骤同4.4 4.5.定功率负载模式操作步骤 4.5.1.操作步骤同4.4 4.6.电池放电测试操作步骤 4.6.1.定义: 使用恒流模式来进行容量测试,可编程设置关断电平,当电池电压过低时, 系统确定电池达到设定阈值或非安全状态前夕,自动中断测试.在测试过程中可 以观测电池的电压,放电电流,负载功率和电池已放电容量. 4.6.2.在仪器面板上按 On/Off键，使负载的输入状态为关闭，连接好待测电池. 4.6.3.按 I-set键，VFD显示CURRENT= 0.000A,设置电池的放电电流,按Enter键确认. 注意：负载的放电电流必须小于电池所供给的电流,在此范围内尽量设大. 4.6.4.按Shift+ Battery（数字键8）,屏幕显示MIN OLT=0.10V,设置关断电压,按Enter 键开始放电测试. 当电池电压跌落到关断电压时, 负载的输入状态自动OFF. 4.6.5.再次按hift+ Battery（数字键8）键可退出电池容量测试模式. 4.6.6.在测试过程中按上下键切换观察电池的电压,实际放电电流和负载功率,电池已放 电容量. 4.7.V on Voff 操作步骤 4.7.1.定义: 当待测电源上升速度或下降速度慢时,电子负载就有可能将待测电源保护. 电子负载提供了Von（带载电压）和Voff （卸载电压）功能,当待测电源电压上 升且大于Von 带载电压时,负载开始带载测试.当待测电源电压下降且小于Voff
直流电子负载（D题） 一、任务 电子负载用于测试直流稳压电源、蓄电池等电源的性能。设计和制作一台电子负载，有恒流和恒压两种模式，可手动切换。恒流方式时要求不论输入电压如何变化（在一定范围内），流过该电子负载的电流恒定，且电流值可设定。工作于恒压方式时，电子负载端电压保持恒定，且可设定，流入电子负载的电流随被测直流电源的电压变化而变化。 二、要求 1．基本要求 （1）负载工作模式：恒压(CV)、恒流(CC)两种模式可选择。 （2）电压设置及读出范围：1.00V～20.0V。 （3）电流设置及读出范围：100mA～ 3.00A。 （4）显示分辨力及误差：至少具有三位数，相对误差小于5%。 2．发挥部分 （1）增加恒阻（CR）模式。 （2）扩大负载参数的设置及读出范围。 （3）具备自动过载保护设计。 （4）其它。 三、说明 （1）负载参数可调节设置，人工预置或数字程控皆可。 （2）负载参数可数字化显示，两种负载参数(CV、CC)同时显示。 （3）实现原理可参考下图。
四、评分标准 设计报告 项目满分设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电 路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分 析 30 基本要求实际制作完成情况50 发挥部分完成第（1）项20完成第（2）项10完成第（3）项10其他10小计50 总分130
直流电子负载（D题） 摘要 本设计作品主要由恒压模块，恒流模块，恒阻模块等三大模块组成，并通过51单片机进行控制，实现对恒压负载电压值和恒流负载电流值的预设，并通过液晶显示预设值和实测值。 整个设计系统采用功率MOS管和运算放大器组成的恒流模块和恒压模块，通过D/A转换将单片机预设的电流值和电压值作为恒流模块和恒压模块的给定，控制电流电压的输出，再经过A/D转换对实际的电流和电压输出值进行检测和采样，实现闭环控制，从而达到所需电子负载的精度。同时在一定的范围内，通过键盘任意设置电子负载的电压值和电流值，并且通过模拟开关实现恒压负载、恒流负载、恒阻负载之间的切换，通过液晶显示预设值和实际值，从而达到题目的各项设计指标。 关键词：恒压恒流恒阻电子负载数控 Abstract The design works mainly by the constant pressure module,constant current module,constant resistance module composed of three modules,and through control of the microcontroller51to achieve constant voltage and constant current load value of load current default,and through the liquid crystal displayThe default value and the measured values. The whole design system uses power MOS tube and the composition of op-amp constant voltage constant current module and the module,through the D/A conversion will MCU default values as current and voltage constant voltage constant current module and the module is given,the control current and voltageoutput,and then after A/D conversion on the actual current and voltage output for testing and sampling,to achieve closed-loop control to achieve the required precision electronic load.At the same time in a certain range,arbitrarily set by the keyboard electronic load voltage and current values,and the analog switch achieved through constant load,constant load, constant switching between the load resistance,through the liquid crystal display and the actual value of the default valuesto achieve the title of the design specifications. Keywords:constant current constant voltage constant electronic load resistance numerical control