直流电子负载在直流稳压电源校准中的应用

直流电子负载在直流电源校准中的应用

摘 要：本文简要介绍了直流电子负载的四种工作模式以及常见用途，并着重论述了其在直流电源校准中的应用，介绍了直流电源的校准方法及在校准中的注意事项。

关键词：电子负载；直流电源；校准

The Application of DC Electronic Load in calibration of DC

Power Supply

LIU JIE

(Southwest China Institute of Electronic Technology, Chengdu610036,China)

Abstract:This paper introduce four modes of operation and usual application for DC electronic load. And it is more discussed using DC electronic load to calibrate DC power supply,and Calibration methods and some notices are given .

Key words :Electronic load ；DC power supply ；Calibration

1 引言

在直流电源的校准中，使用直流电子负载替代笨重而不便于调节的“绕线式”变阻器，将会显著的提高工作效率。本文以chroma 公司生产的6312型直流电子负载为例，首先简要介绍了直流电子负载的四种工作模式和应用，而后着重论述了其在直流电源校准中的应用。

2 直流电子负载的工作模式[1]及应用[2]

直流电子负载具有恒流、恒压、恒阻、恒功率、动态等工作模式；可用于蓄电池、不间断电源(UPS)、充电器及AC/DC 变换器、互感器、整流器、变压器及电感、电容等元件的测试。以下是直流电子负载常具有的四种工作模式。

2.1恒流模式（Constant Current Mode ）

该模式下，在额定输入电压及额定功率范围内，无论输入电压如何变化，设定的恒流值始终不变。如图1所示。

恒流模式可用来做直流稳压电源及直流变换器的老化试验及测试它们的负载效应，还可测试电池的放电特性、二次电池的充电特性等。

I 图1恒流工作模式 U

2.2恒压模式（Constant Voltage Mode ）

该模式下，在额定输入电压及额定功率范围内，无论输入电流如何变化，设定的恒压值始终不变。如图2所示。

恒压模式下，电子负载吸收被测件的电流，而被测件的输出电压不变；利用电子负载的这个特性，可测试恒流源、电池、电池充电器等设备的性能。

2.3恒阻模式（Constant Resistance Mode ）

此模式下，在额定输入电压及额定功率范围内，电子负载模拟纯电阻负载，其输入的电压与吸收的电流呈线性关系。如图3所示。

恒阻模式可用来测试电压源、电流源的启动与限流特性。

2.4动态模式（Dynamic Mode ）

动态模式下，两路负载电流IA 与IB 按照设定值、持续时间及上升率、下降率，呈周期性变化。如图4所示。

图2恒压工作模式 I

I

图3恒阻工作模式 U

3

动态模式可用来测试直流稳压电源或直流变换器的负载瞬态响应。

3 直流电子负载在直流电源校准中的应用

直流稳压电源的通常校准指标有：源效应、负载效应、纹波电压、电压及电流表的示值误差；而用于通信产品测试的直流电源，其负载瞬态响应指标的校准也很重要。

3.1源效应的校准[3]

按图5所示接线。

开启直流电子负载，设置为恒流工作模式，使设定的恒流数值等于电源的额定电流值；开启稳压电源，使其输出为额定电压，电流旋钮旋至最大电流位置；加载（按下电子负载前面板的Load 按键），由数字表读取电源输出电压值：

调压器调至220V ，读值，记为U0；

调压器调至242V ，读值，记为U1；

调压器调至198V ，读值，记为U2。

由下式计算源效应：

I

A

I B 图4 动态模式

()0

100V U S U ∆=

⨯％ 1()(){}1020max U -U ,U -U U ∆= 或 3.2负载效应的校准

如图5所示。电子负载仍设为恒流模式，使电源输出额定电压。 设定电子负载的恒流值为额定电流值，加载后，读取电源的满载电压值，记为U m ； 设定电子负载的恒流值为零，或断开电子负载输入，读取电源的空载电压值，记为U n ；

由下式计算负载效应：

3.3纹波电压的校准

如图5所示，使电源满载工作。将数字多用表切换至交流电压档，所读数值即为纹波电压有效值，如需读取峰-峰值，可将数字多用表换接为示波器或峰值电压表。 在校准纹波电压时，考虑到直流电子负载为有源负载，可能会对校准结果造成影响；因此在使用电子负载校准某型电源的纹波之前，可先做一对比验证。

某型线性直流稳压电源（32V ，10A ）分别带不同负载，其校准结果如表一所示。 表一 两种负载下的纹波

由比较结果看出：6312型直流电子负载对校准结果(纹波电压)的影响可以忽略不计。

3.4电压及电流示值误差的校准

在电压示值校准中，可由数字表读值；也可在其空载情况下，直接由电子负载读值。而电流的校准，是通过调节电子负载的恒流旋钮，使电源电流输出至校准点，由电子负载直接读值。

3.5负载瞬态响应的校准

3.5.1负载瞬态响应的定义[4]

当稳压电源的负载电流发生阶跃性快变时，其输出电压必然有一个波动，而其从波动峰值恢复到允许误差带（U-ΔU ，U+ΔU ）内需要一个时间Δt ，如图6所示。 () 100m n m n L n

U U V U U S U -∆=-=

⨯或％ 2