直流电子负载设计
简易直流电子负载的设计分析
简易直流电子负载的设计分析简易直流电子负载的设计分析简易直流电子负载是用于测试电子装置、电源等的一种装置，它可以模拟若干种负载条件以测试相关设备的工作情况。
本文将介绍简易直流电子负载的设计分析，包括工作原理、设计思路、主要部件、关键技术和应用领域等方面的内容。
一、工作原理简易直流电子负载是一种能够模拟负载条件，从而测试其他设备的工作状况的装置。
它利用了一个能够提供模拟负载的电池和负载滑动电阻滑动电阻器来产生不同的负载条件，从而模拟各种应用条件。
使用直流电源将电负载连接到测试设备上，可以对测试设备的性能进行评估和测试。
二、设计思路简易直流电子负载的设计思路是通过使用可变电阻器和大功率开关晶体管来模拟不同的负载条件。
为了实现高精度、高性能的测试，需要使用高质量、高品质的元器件。
在设计过程中需要深入了解每个元件的标准和特性，以确定最佳的元件组合和设计方案。
三、主要部件简易直流电子负载的主要部件包括直流电源、继电器、抵抗器、电容、测量电路、温度保护等。
其中，高精度测量电路是保证电子负载性能最关键的部分，因此必须利用高性能IC 部件进行设计。
高精度电压采样电路和高精度电流采样电路是这一部分的核心。
四、关键技术简易直流电子负载的设计过程中需要掌握一些关键技术，包括负载控制、负载保护和热保护等方面。
负载控制要准确实现设定的负载条件，保护部件，保证负载的准确性和有效性。
负载保护要在工作时及时保护负载，同时需提高工作效率。
热保护作为一种常用的健康保护技术，对于长时间工作和大功率工作非常适用。
五、应用领域简易直流电子负载主要适用于各种电子产品的测试、研究和制造领域。
无论是电子设备的设计、测试、维护还是智能电表、逆变器、锂电池等产品的研究，简易直流电子负载都是必不可少的工具之一。
此外，汽车电子、太阳能电池板等领域也需要使用简易直流电子负载来测试设备的性能和可靠性。
总之，简易直流电子负载是一种重要的测试设备，可用于测试不同类型的电子产品，具有可靠性高、稳定性好、成本低等优点。
程控直流电子负载设计.
摘要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，它的基本工作方式有恒压、恒流、恒阻、恒功率这几种。
本设计从直流电子负载系统方案分析入手，详细讨论了整个系统的硬件电路和软件实现，并给出较为合理的解决方案。
为便于控制的实现和功能的扩展，采用了STC89C52 单片机作为核心控制器，设计了DA输出控制电路、AD电压电流检测电路、键盘电路、显示电路和驱动电路，通过软、硬件的协调配合，实现了整个设计。
通过运放、PI调节器及负反馈控制环路来控制MOSFET的栅极电压，从而达到其内阻变化。
这个控制环路是整个电路的核心实质，MOS管在这里既作为电流的控制器件同时也作为被测电源的负载。
控制MOS管的导通量，其内阻发生相应的变化，从而达到流过该电子负载的电流等恒定，从而实现四种工作模式。
本设计能实现电子负载的恒流控制：能够检测被测电源的电流、电压及功率并由液晶显示。
在额定使用环境下,恒流方式时不论输入电压如何变化（在一定范围内），电子负载将根据设定值来吸收电流，流过该电子负载的电流恒定。
关键词：电子负载；恒流模式；PI调节；单片机控制AbstractThe principle of electronic load is within the control of the power MOSFET or transistor conduction flux, the power dissipated by the power tube power consumption of the device, and its basic operating mode and constant voltage, constant current, constant resistance, constant power these types.The design of system solutions from a DC electronic load analysis, a detailed discussion of the entire system hardware and software, and gives a more reasonable solution. In order to facilitate the implementation and control of the expansion, using STC89C52 microcontroller as the core controller designed DA output control circuit, AD voltage and current detection circuit, keyboard circuit, display circuit and driver circuit, through software and hardware coordination to achieve the entire design. By the op amp, PI regulators and negative feedback control loop to control the MOSFET gate voltage, so as to change its resistance. This control loop is the core substance of the circuit, MOS tube here both as a current control device also serves as the power supply under test load. Control MOS transistor conduction flux, its resistance changes accordingly, so as to flow through the electronic load current is constant, to achieve constant current mode.This design can achieve constant current electronic load control: the ability to detect the measured supply current, voltage and power by the LCD. The rated usage environment, the constant current mode regardless of the input voltage changes (in a certain range), the electronic load to absorb the current according to the set value, the flow through the constant current electronic load.Key words:electronic load; constant-current pattern; PI regulator; SCM control目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景与意义 (1)1.2 直流电子负载的应用现状 (1)1.3 直流电子负载发展现状 (2)1.4 系统设计要求 (3)第2章方案论证 (5)2.1 电子负载的工作原理 (5)2.2 总体设计方案论证 (6)2.3 器件选型 (7)2.3.1 单片机的选择 (7)2.3.2 液晶显示模块 (8)2.3.3 D/A转换模块 (9)2.3.4 采样模块 (10)2.3.5 键盘模块 (11)2.3.6 电源电路模块 (11)2.4 软件设计方案 (12)第3章硬件系统设计 (13)3.1 单片机最小系统设计 (13)3.2 显示电路设计 (13)3.3 键盘电路设计 (14)3.4 D/A转换电路设计 (16)3.5 采样电路设计 (17)3.5.1 电流采样电路 (18)3.5.2 电压采样电路 (18)3.6 电源电路设计 (20)第4章软件系统设计 (23)4.1 PID调节原理 (23)4.1.1 PID参数设置 (24)4.1.2 PID设定值的调整 (24)4.2 软件介绍 (26)4.3 主程序流程图 (26)4.4 电压电流采样流程图 (27)4.5 显示子程序流程图 (28)4.6 D/A转换程序流程图 (29)4.7 按键子程序流程图 (30)第5章系统调试 (32)5.1 硬件调试 (32)5.2 软件调试 (33)5.3 软硬件综合调试 (33)第6章总结 (35)参考文献 (36)致谢 (37)附录I (38)附录II (39)附录III (46)第1章绪论1.1 课题背景与意义在人们生活的多个领域都要用到负载测试，如充电电源试验、蓄电池放电试验以及购买电池、电源时等都需要负载测试。
直流电子负载的设计制作
直流电子负载的设计制作【摘要】本设计主要以高速、低功耗、超强抗干扰STC12C5A60S单片机为控制核心设计直流电子负载。
包括控制电路（MCU）、主电路、采样电路、显示电路等，能够检测被测电路的电流值、电压值等各个参数，并能直观的在液晶上显示。
本系统由自锁开关控制电路的工作状态，通过手动调节开关切换在恒压、恒流、恒阻电路之间的工作状态，由LED灯指示相应的工作状态。
系统的稳压范围为1V-30V，稳流范围为100mA-3.5A，误差0-5%在题目要求范围内，达到题目要求并扩展了恒压、恒流的范围。
由单片机控制，通过按键达到对恒压值或恒流值在一定范围内的控制，设置了过载保护，通过亮灯显示过载。
【关键词】电子负载；单片机（MCU）1.方案设计与论证1.1 整体方案设计基于手动调节单片机控制的直流电子负载图1 基于手动调节单片机控制的直流电子负载原理图本方案通过两个自锁开关来控制电路的工作状态，在恒压、横流、恒阻之间进行切换，通过stc12c5a60s单片机通过D/A芯片控制恒压、恒流等的值，stc12c5a60s是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统的8051，但速度快8-12倍，8路高速10位A/D转换。
采用大功率NMOS 管IRF540，该管导通电阻足够小，源漏抗击穿能力足够强。
软硬件结的方式，方便简洁实现了不同模块之间的转换，很好的完成了恒压、恒流等基本功能，并完成了恒阻等附加功能。
由单片机采集电压、电流值，检测电路过载控制继电器工作，实现电路的过载保护并报警。
1.2 模块方案1.2.1 恒压设计方案方案一：用晶体管来实现电压放大和比较，基极和发射极分别相当于比较器的负、正输入端。
基极本身会分得一部分电流，同时还会有个电流Ibe影响发射极的电压。
这样的电路能够实现恒压功能，但是误差比较大，同时还有较大的功率损耗。
方案二：直接用运算放大器OP07芯片来实现电压的放大和比较电路看起来简单易懂。
直流电子负载课程设计
智能化：随着物联 网技术的发展，直 流电子负载的智能 化也是未来的发展 趋势。
未来发展方向
高效能：提高直流 电子负载的工作效 率和性能，以满足 不断增长的需求。
智能化：引入人工 智能和自动化技术， 实现远程控制和智 能调节，提高使用 便利性。
绿色环保：采用环 保材料和节能技术 ，降低能耗和排放 ，符合可持续发展 要求。
环保化：随着环 保意识的提高， 直流电子负载将 更加注重环保设 计，采用低功耗、 低噪声等环保技
术。
技术挑战
精度和稳定性：随 着直流电子负载应 用的广泛，对精度 和稳定性的要求也 越来越高。
高效能：在保证精 度和稳定性的同时， 提高直流电子负载 的工作效率也是一 大挑战。
集成化：随着电子 设备的小型化，直 流电子负载也需要 向更小、更集成的 方向发展。
06 直 流 电 子 负 载 课 程 设计的实践环节
Part One
单击添加章节标题
Part Two
直流电子负载概述
定义与作用
定义：直流电子负载是一种能够模拟真实电阻负载的电子设备，用于测 试电源供应器和电池的输出性能。
作用：在电子设备测试中，直流电子负载可以精确地模拟真实电阻负载， 提供稳定的电流和电压，帮助测试电源供应器和电池的输出性能。
讨论：对实验结 果进行讨论，分 析误差来源，提 出改进措施，探 讨实际应用中可 能遇到的问题和 解决方案。
结论：总结实验 结果，得出直流 电子负载课程设 计的实践环节的 结论，以及对未 来研究的展望。
实验总结与展望
实验目的：掌握 直流电子负载的 基本原理和设计 方法
实验过程：完成 电路搭建、调试 及测试
直流电子负载课程设计
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直流电子负载设计
因为电子负载内的MOS管在调整电路时工作在可变电阻区，在调整电流时会过热。本系统能够实现对电子负载内部的功率器件以及电源的温度进行实时监测，当温度超过限定值时采取一定的措施防止温度进一步升高以免发生危险。系统温度检测是由数字温度传感器ds18B20实现的。Ds18b20具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点。硬件接口电路附录图？所示。
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。
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
2.恒压电路的设计
恒压工作模式时，电子负载所流入的负载电流根据设定的负载电压而定，此时负载电流将会改变直到负载电压等于设定值为止，则电子负载电压保持设定值不变，体现了恒压的特点。恒压电路如图5所示。
图5恒压电子负载电路
由DA输入设定值参考电压值与R5、R7分压后的电压值，用运放进行比较。若运放正负输入端电压不相等，则运放输出控制MOS管开通，使输出电压恒定。达到恒压工作模式。
18B20实现对功率器件温度的检测。当检测到温度高于60度时，风扇工作；当温度小于55度时，风扇停转。
简易直流电子负载的设计
简易直流电子负载的设计直流电子负载是用来模拟电子设备在不同负载下的工作状态，进行性能评估、设计验证和电源测试等应用。
本篇文章将介绍如何设计一款简易直流电子负载。
1. 功能需求根据负载的应用场景和测试要求，确定需要支持哪些电压和电流范围，以及是否需要具备恒压模式或恒流模式切换等功能。
2. 电路部分直流电子负载的核心电路包括电源电路和负载电路。
电源电路提供给负载电路所需的电压和电流，负载电路则通过调整电阻来模拟负载。
(1) 电源电路电源电路应有较好的稳压和保护功能，以提供可靠的工作环境。
在设计时可以考虑采用集成电路LM317的恒压电源，它拥有很好的输出稳定性，能够稳定地提供实验所需的直流电源。
具体参考图一图一 LM317电源电路(2) 负载电路负载电路是根据不同的测试要求设计的。
通常，它由电阻和开关组成。
通过控制开关状态，可以改变电流流过的电阻值，从而模拟不同的负载情况。
具体参考图二图二负载电路在此电路中，当开关S1和S2同时闭合，负载电路中的电阻为R1+R2，此时电流为I=V/R，R为R1+R2。
当仅闭合S2，电路中的电阻为R1，此时电流为I=V/R1。
3. 控制部分控制部分负责检测电路输入参数，控制负载电路中的开关状态，以实现恒压或恒流模式。
通过引脚连接信号发生器和AD转换器，可以实现对测试信号的自动控制和测量。
4. PCB设计根据电路设计要求，制作 PCB 设计图并下单生产。
需要注意的是，在 PCB的布局设计时，不同信号的逻辑分开布局，尽量避免出现复杂的交叉干扰。
5. 其他需要注意的是，电路部分虽然简单，但是在设计和实现的过程中，需要充分考虑设备的安全性和可靠性，尽量避免出现安全事故。
总之，设计简易直流电子负载需要考虑功能需求、电路部分、控制部分、PCB设计等各个环节。
只有当以上各个方面都考虑周全，才能制作出高质量的直流电子负载，以满足各种测试需求。
简易直流电子负载
简易直流电子负载简介直流电子负载是一种可在实验室或工业环境中模拟负载条件以测试电源或电池性能的设备。
它通常用于测试电源效率、电池容量、保护功能等方面。
本文将介绍一款简易直流电子负载的设计和制作过程。
设计原理核心部件简易直流电子负载的核心部件是负载电阻和功率调节装置。
负载电阻通常由多个细丝电阻组成，通过调整细丝电阻的接入数量实现不同负载阻值的模拟。
功率调节装置则用于调节负载的电流和功率输出。
控制回路简易直流电子负载的控制回路由微控制器（MCU）和电流采样模块组成。
MCU 负责接收输入的控制信号，并通过与电流采样模块的交互来实现对负载电流的精确控制和测量。
显示与操作为了方便用户操作和监测电流输出，设计中还包括了显示屏和操作按钮。
通过显示屏可以实时显示负载电流、功率和设定参数等信息。
操作按钮则用于调整负载的工作模式和参数。
制作过程材料准备准备以下材料以制作简易直流电子负载：1.电阻：选用合适的多个细丝电阻，以满足不同的负载阻值需求；2.散热器：用于散热以保证负载的稳定工作；3.微控制器板：选用具备足够的IO口和ADC输入引脚的开发板；4.显示屏和操作按钮：选用合适的尺寸和接口的显示屏，以及用于操作调整参数的按钮。
电路连接按照设计电路图将电阻、散热器、微控制器板、显示屏和操作按钮等元件连接起来。
确保连接正确可靠，并注意保护电路免受短路和过流等问题。
程序开发根据控制要求，编写程序代码并烧录到微控制器板中。
程序应该实现以下功能：1.接收并解析用户的控制信号；2.根据控制信号调整负载电流和功率输出；3.实时采集并显示负载的电流、功率和设定参数。
散热设计在负载电阻和功率调节装置周围安装散热器，并确保散热器与电路紧密接触，以提高散热效果。
此外，还可以在散热器上添加风扇以增强散热效果。
完成调试完成以上步骤后，对整个系统进行调试和测试。
确保负载能够按照设定的电流和功率输出稳定工作，并能够准确采集和显示相关参数。
使用和注意事项使用简易直流电子负载时，应注意以下事项：1.确保输入电源符合设备要求，避免过压或过流对设备造成损坏；2.在使用高功率输出时，注意散热情况，避免设备过热；3.操作合理，并遵循设备的使用说明，以免发生意外和设备损坏。
直流“电子负载”设计
直流“电子负载”设计直流电子负载是一种能够模拟真实工作情况并对电流进行调节的设备。
它可以用于测试和验证直流电源、电池、太阳能电池和风能电池等直流电源的性能。
本文将介绍直流电子负载的设计原理、主要特点以及在各个领域的应用。
一、直流电子负载的设计原理直流电子负载的设计原理主要基于非线性电阻网络和控制电路。
通过控制电阻网络的状态，可以实现对电流的调节。
整个直流电子负载主要包括两个部分：控制电路部分和非线性电阻网络部分。
控制电路主要负责接收控制信号，并对非线性电阻网络进行控制。
控制信号可以来自于外部的操作控制台或者计算机控制界面。
在得到控制信号后，控制电路会根据信号的大小和方向调整非线性电阻网络的状态，从而实现对电流的调节。
非线性电阻网络由多个管脚连接起来，形成一个复杂的电阻网络。
通过调整各个管脚之间的电阻状态，可以实现不同的电流调节要求。
非线性电阻网络的设计需要考虑到电流的范围、精度和稳定性等因素，以确保直流电子负载的性能达到设计要求。
二、直流电子负载的主要特点1.高精度控制：直流电子负载能够对电流进行精确控制，可以满足各种电流调节要求，尤其适用于对电源和电池性能的测试和验证。
2.大电流容量：直流电子负载具有较大的电流容量，可以承受较高的电流负载，同时保持稳定的输出。
3.快速响应：直流电子负载能够迅速响应控制信号，并在极短的时间内实现电流的调节，以满足实时的工作需求。
4.多功能应用：直流电子负载可以根据需要进行不同的电流调节模式，如恒流、恒压、恒功率等模式，适用于不同的测试和验证场景。
5.保护功能：直流电子负载具有多种保护功能，如过流保护、过压保护、过功率保护等，可以有效保护被测试设备以及负载本身的安全性。
三、直流电子负载的应用领域1.电源测试：直流电子负载可以模拟负载情况，测试电源的性能指标，如输出电流、输出电压、稳定性等。
2.电池测试：直流电子负载可以模拟不同工作条件下对电池进行测试，如充放电测试、容量测试、循环寿命测试等。
直流电子电子负载设计
直流电子负载设计报告摘要本系统设计的直流电子负载以AT89S52单片机为主控芯片，以数模转化器DAC0832输出控制电压，经过运算放大器放大合适倍数以控制电流及电压参数，并使用模数转化器ADC0809测量电压电流参数，各个参数通过LCD12864液晶显示。
经检测，本系统电流能力达6A，稳压幅值为2V-17V，符合题目要求。
本系统同时还拓展了过压过流保护功能，设计方案具有实际应用价值。
关键词：直流电子负载AT89S52 DAC0832 ADC0809一、方案选择及论证：1、主控部分方案一：此方案采用PC机实现。
它具有在线编程、在线仿真的功能，这让调试变得方便，而且人机交互友好，但是PC机输出信号不能直接与A/D，D/A通信，需要电平转换兼容，硬件的合成需在线调试，所以较为繁琐，很不简便，而且在一些环境比较恶劣的场合，PC机的体积大，携带安装不方便，性能不稳定，给工程带来很多麻烦。
方案二：此方案采用AT89S52八位单片机实现。
单片机软件编程的自由度大，可通过变成实现各种各项的算数算法和逻辑控制，而且体积小，硬件实现简单，安装方便，既可以单独对A/D，D/A控制，还可以与PC机通信。
AT89S52将具有多种功能的8位CPU 与FPEROM结合在一个芯片上，为很多嵌入式控制应用提供了非常灵活而又价格适宜的方案，性价比高。
综上所述，在主控部分，我们选择方案二。
2、模拟负载模块方案一：双极型晶体管模拟负载晶体管是通过一定的工艺，将两个PN结结合在一起的器件。
通过基极电流可以控制集电极电流，从而可达到控制晶体管作为一个可变负载的目的。
文献17中利用大功率晶体管作为一个电子负载，晶体管作为负载连接电池和光电装置，Ushift是加载晶体管基极和集电极的电压，Upv是光电装置上的压降。
由于晶体管属于电流控制器件，在控制变化速度上较慢，因此适合模拟一些电流恒定或是变化缓慢的实际负载。
其次，晶体管还存在温度系数为负的问题，所以在使用过程中还需要考虑温度补偿的问题。
推荐-直流电子负载设计报告 精品
“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。
直流电子负载设计报告_ 推荐
直流电子负载设计报告摘要：电子负载是一种通过控制内功率MOSFET或晶体管的导通量，靠功率管的耗散功率消耗电能从而准确检测出负载电压，精确调整负载电流的设备。
本设计以STC12C5A单片机为主控芯片，配合D/A转换、电压比较器、场效应功率管、液晶显示器等器件构成，并通过相应的软件代码配以适当的手动调节来实现三种模式的转换控制；在定电流模式下，不管输入电压是否改变，电子负载消耗一个恒定的电流。
在定电压模式下，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。
在定电阻模式下，电子负载被等效为一个恒定的电阻，电子负载会随着输入电压的改变来线性改变电流。
关键词：电子负载；单片机；D/A转换；CC模式；CV模式；CR模式目录：一、系统设计要求及题目分析 (3)1.1 任务 (3)1.2 要求 (3)1.2.1基本要求 (3)1.2.2发挥部分 (3)1.3 题目分析 (3)二、系统方案论证与选择 (3)2.1 系统的基本方案 (4)2.1.1 单片机部分的选取 (4)2.1.2 电源模块的论证与选择 (4)2.1.3 DA转换模块的选取 (5)2.1.4 显示部分的选取 (5)2.1.5 功率控制方案的选取 (5)2.2 系统的最终方案 (5)三、系统的硬件设计与实现 (6)3.1 系统硬件的基本组成部分 (6)3.2主要单元电路的设计 (7)3.2.1 电源供电电路 (7)3.2.2 数模转换电路 (8)3.2.3 恒流模式电路 (10)3.2.4 恒压模式电路 (11)3.2.5 恒阻模式电路 (12)四、系统软件设计 (13)4.1 程序流程图 (13)五、系统性能测试 (14)5.1三种模式性能测试 (14)5.1.1 恒流模式性能测试 (14)5.1.2 恒压模式性能测试 (16)六、总结 (19)七、参考文献： (19)八、附录： (20)8.1 电路原理图 (20)8.2 部分程序代码 (21)8.3主要元器件清单：（表格形式） (39)一、系统设计要求及题目分析1.1 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。
程控直流电子负载设计
程控直流电子负载设计程控直流电子负载是一种专业的测试设备，用于测试电源、电池、电子产品等的性能和稳定性。
程控直流电子负载的设计需要考虑多方面因素，包括额定功率、负载电阻、响应时间、稳定性等等。
下面将对程控直流电子负载的设计进行详细介绍。
一、额定功率程控直流电子负载的额定功率是其最重要的指标之一，它决定了其能够承受的最大电功率。
额定功率的选择需要根据使用环境和测试需求来确定。
通常情况下，程控直流电子负载的额定功率应该比测试电源的额定功率高出一些，以保证其在测试过程中不会因功率过载而导致故障。
二、负载电阻程控直流电子负载的负载电阻需要根据测试电源的输出电压和电流来选择。
负载电阻的选择应该保证程控直流电子负载的输入端和输出端之间的电压降不超过规定范围，在电压和电流范围内保持稳定。
一般来说，负载电阻应该具备线性可变的特性，以适应不同的测试需求。
三、响应时间程控直流电子负载的响应时间是指其从接收到控制信号到实际转换为负载电流所需的时间。
响应时间越短，程控直流电子负载的稳定性越高，测试结果也越准确。
因此，响应时间是一个重要的设计指标之一。
一般来说，程控直流电子负载的响应时间应该控制在几毫秒以内，以保证测试结果的准确性和稳定性。
四、稳定性程控直流电子负载的稳定性是指其输出电流和电压的精度和稳定度。
稳定性是直接影响测试结果准确性的因素之一。
为了提高程控直流电子负载的稳定性，需要采用高质量的元器件和控制电路。
同时，还需要对电源电压波动、温度变化等因素进行优化和控制，以保证稳定性和精度。
五、安全性程控直流电子负载的安全性是设计的基本要求之一。
安全性包括电路安全设计、防护措施、安装位置等多个方面。
在设计过程中，需要考虑到使用环境的安全性，根据不同的使用环境和需求，采取相应的保护措施，保证用户操作和使用的安全性。
六、易用性程控直流电子负载的易用性也是设计的重要考虑因素之一。
易用性不仅包括人机界面的设计，还包括操作方法、故障诊断等方面。
直流电子负载设计
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：1.00 V～20.0 V。
（3）电流设置及读出范围：100 mA ～ 3.00 A。
（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电压显示 电流显示电压设置 电压比较功率控制电流设置电流比较电压检测电流检测负载输出负载输入直流电子负载（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。
一种直流电子负载的设计
Science &Technology Vision科技视界0引言在电源、通信、蓄电池、能源等领域中,需要使用一些静态负载,通常采用电阻、电容、电感等或将它们的串并联组合来模拟实际负载情况,其缺点是负载占用较大的空间、精度差、形势单一且负载大小不能进行连续调节。
直流电子负载的基本原理是利用功率场效应管(MOS),绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等功率半导体电子元件吸收电能并消耗电能。
依靠功率半导体器件作为载体,实现了负载参数可调的功能,具有体积小和很高的调节精度和稳定性,能很好地模拟实际的负载,在电源设备测试中得到了广泛的应用。
本文针对传统负载的弊病,提出了以STC12C5A60S2微控制器为核心,尽可能通过软件替代硬件,使其具有硬件结构简单、功能强、控制灵活的特点。
1系统整体方案设计基于单片机控制的直流电子负载系统结构框如图1所示:图1单片机控制的系统结构框图本系统由以下部分组成:核心控制电路(单片机)、电子负载电路、采样电路、LCD 显示电路和电源电路。
该系统方案的整体结构简易明了,将恒压电流、恒流电路有机的结合在了一起,并接入电子开关,操作时只需通过电子开关对模式进行手动切换,以STC12C5A60S2单片机为控制核心,通过程序实现恒压恒流值的调节、端口电压的采集及显示等核心功能。
硬件电路中含有的运算放大器具有很大的电源电压抑制化,可以大大减小输出端的纹波电压。
2硬件电路设计本智能控制系统由以下部分组成:核心控制电路(单片机)、功率控制电路、采样电路、运放比较电路、LCD 显示电路和电源电路。
2.1核心控制电路设计采用STC12C5A60S2单片机作为核心控制单元,STC12C5A60S2系列单片机是宏晶科技生产的单时钟、机器周期(1T)的单片机,是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代单片机。
内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D 转换(250K/S),包含8位A/D、D/A 转换功能,精确度高。
直流电子负载的设计制作DZ版
直流电子负载的设计制作D Z版(总11页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--直流电子负载的设计制作摘要：本设计利用51单片机程控输出数字信号，经过DA转换成模拟量，作为MOSFET功率电路的输入信号。
其中MOSFET功率电路由比较器控制NMOS管导通，形成正负反馈模型，实现了恒压、恒流和恒阻三种模式的切换和设置调节。
AD实时采集输出的恒定信号，传送给单片机，实现数字显示及自动过载保护功能，完成了题目的要求。
三种模式采用手动切换，CV范围扩大为0-30V 左右，CC扩大为0-3A左右，CR范围为1~99欧姆，测量精度小于5%，系统电路简洁，调节快速，且具有过载保护提示，键盘输入设置，LCD实时显示等功能。
关键字：电子负载，单片机，恒流，恒压，恒阻Abstract: In this design, the 51 single-chip outputs digitalsignal ,then DA converts analog which is the input signal of MOSFET power circuit. MOSFET power circuit is controlled by the comparator and NMOS transistor is turned on, the positive and negative feedback model was formed to achieve a constant voltage, constant current and constant resistance three modes switch and set the adjustment. AD acquisits constant output signal ,then it is transmitted to the microcontroller, digital display and automatic overload protection to complete the requirements of the topic. Three modes was designed to be manual switching, the CV extend about 0-30V, CC expanded to about 0-3A, Cr ranges from 1 to 99 ohms, the measurement accuracy is less than 5%, system circuit is simple and fast adjustment, and has overload protection prompts, keyboard input settings, LCD real-time display functions.Keywords: electronic load, microcontroller,constant current,constant voltage,constant resistance目录一、方案论证与设计 (1)1．1整体方案分析设计 (1)模块方案比较 (1)MOSFET功率（恒流恒压恒阻）电路方案选择 (1)主控器模块方案选择 (2)显示模块方案选择 (2)二、电路设计 (2)模拟电路分析设计（各模块仿真图见附录） (2)恒流电路模块 (2)恒压电路模块 (3)恒阻电路模式 (3)自动过载保护模块 (4)数字电路分析设计（数字电路原理图见附录） (4)DA/AD模块 (4)负载参数的可调节和数字化显示的方法 (4)三、软件设计 (4)四、测试方案及测试结果 (4)测试仪器 (4)测试方法 (4)测试数据 (5)恒流模式测试 (5)恒压模式测试 (5)恒阻模式测试 (5)过载保护报警测试 (6)测试结果分析 (6)五、总结 (6)六、参考文献 (6)一、方案论证与设计1．1整体方案分析设计该系统包括主控器、键盘、显示电路、MOSFET功率电路和AD、DA处理电路六个部分。
可编程直流电子负载的设计
可编程直流电子负载的设计Design of programmable DC electronic load电子负载是一种通过控制内功率MOSFET或晶体管的导通量，靠功率管的耗散功率消耗电能从而准确检测出负载电压，精确调整负载电流的设备。
本设计以STM32F103ZET6单片机为主控芯片，配合D/A转换、运算放大器、模拟乘法器、场效应功率管、液晶显示器等器件构成，并通过相应的软件代码配以适当的手动调节来实现三种模式的转换控制；在定电流模式下，不管输入电压是否改变，电子负载消耗一个恒定的电流。
在定电压模式下，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。
在定电阻模式下，电子负载被等效为一个恒定的电阻，电子负载会随着输入电压的改变来线性改变电流。
关键词：电子负载；单片机；D/A转换；CC模式；CV模式；CR模式；CP 模式；Electronic load is a kind of a flux control power transistor by MOSFET or by power, power dissipation of electric energy consumption so as to accurately detect the load voltage, load current of the precise adjustment of equipment. This design uses STC12C5A microcontroller as the main chip, combined with D/A converter, voltage comparator, power FET, liquid crystal display and other components, and with manual adjustment appropriate to convert the three modes of control through the corresponding software code; in the constant current mode, regardless of whether the input voltage changes, the electronic load current consumption a constant. In the constant voltage mode, the electronic load current to the input voltage will consume enough maintained at the set voltage. In the constant resistance mode, electronic load resistance is equivalent to a constant, the electronic load will increase with the input voltage changes to a linear change in current.Keywords:e lectronic load; single chip microcomputer; D/A conversion; CC model;CV model; CR model; CP model;引论 .................................................................................................................... - 1 -1 总体设计方案 ............................................................................................... - 2 -1.1 设计内容及要求....................................................................................... - 2 -1.2 总体结构框图........................................................................................... - 2 -2 原理及方案论证........................................................................................... - 4 -2.1 工作原理................................................................................................... - 4 -2.2 各功能模块方案论证............................................................................... - 7 -3 设计原理图 .................................................................................................. - 11 -3.1 MOS均流电路....................................................................................... - 11 -3.2 运算反馈调整电路................................................................................. - 12 -3.3 程控驱动电路......................................................................................... - 16 -4 程序设计....................................................................................................... - 21 -4.1 程序流程图............................................................................................. - 21 -4.2 程序功能分析......................................................................................... - 21 -5 调试及测试 .................................................................................................. - 24 -5.1 恒流模式................................................................................................. - 24 -5.2 恒压模式................................................................................................. - 25 - 结语 .................................................................................................................. - 26 -主要参考文献 .................................................................................................... - 28 -附 录 .................................................................................................................. - 29 -附录一 MOS管均流电路图........................................................................... - 29 - 附录二 调整反馈电路图.............................................................................. - 30 - 附录三 程控电路图...................................................................................... - 31 - 附录四 电子负载调试过程图一.................................................................. - 32 - 附录五 电子负载调试过程图二.................................................................. - 33 -直流电子负载技术是现代科技的前沿技术，直流电子负载产业也是国内外公认的具有发展前途的高新技术产业，以技术含量高、经济效益好、渗透能力强、市场前景广等特点为世人瞩目。
直流“电子负载”设计
课程设计任务书设计九：直流“电子负载”设计，要求其满足：（1）负载工作模式可切换：恒压（CV）、恒流（CC）；(2) 电压设置范围：1~20V;(3) 电流设置范围：100mA~3A。
指导教师(签名)——————年月日电子负载的原理是控制内功率MOSFET或晶体管的导通量(量占空比大小),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,根据其在电路中表现的特性可分为感性负载、容性负载、阻性负载和混合性负载。
一般开关电源的调试检测是不可缺少的。
电子负载的基本工作模式(CC/CV)是电子负载在电源产品的设计生产中扮演着很重要的角色，然而直到现在它似乎仍然披着神秘的面纱。
电子负载可以模拟真实环境中的负载（用电器）。
它有恒流、恒阻、恒压和恒功率功能，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。
电子负载分为直流电子负载和交流电子负载，由于电子负载的应用面问题，本文主要介绍直流电子负载。
电子负载一般分为单体电子负载和多体电子负载，此划分针对用户需求，待测物单一或需多个同时测试而定。
电子负载应该有完善的保护功能。
保护功能分为对内（电子负载）保护功能和对外（被测设备）保护功能。
对内保护有：过压保护，过流保护，过功率保护，电压反向和过温保护。
对外保护有：过流保护，过功率保护，吃载电压荷低电压保护。
选择电子负载应该选择是拥有真保护国内的电子负载。
如果功能是由硬件实现的，保护速度会很快。
如果是由软件实现，速度有滞后性，并且模组死机的话将会发生危险。
由于电子负载的特殊性能（提供强大的测试环境，以满足不同的外界需求），故在电子仪器仪表中占有很大的一片市场（主要适用于各种电源、电池、适配器及需要电子负载测试场合），摘要 (4)第一章电子课程设计题目及要求1.题目 (4)2.任务 (4)3. 要求 (4)第二章电子负载基本原理1. 恒压模式电路 (5)2. 恒流模式电路 (6)第三章部分元件介绍1. 三极管的介绍 (8)2. MOS管的介绍 (9)3. 集成运算放大器的工作原理 (10)第四章电路设计与仿真结果1. 恒压模式电路图 (13)1.1 恒压模式最小输出电压1.283V时的仿真结果 (13)1.2 恒压模式最大输出电压22.234V时的仿真结果 (14)2. 恒流模式电路图 (15)2.1 恒流模式最小输出电流235.306mA时的仿真结果 (15)2.2 恒流模式最大输出电流3.429A时的仿真结果 (16)第五章所用元件1. 元件列表 (17)第六章课程小结1 课程小结 (17)2 致谢 (18)3 参考文献 (19)摘要随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的迅速发展，为电源检测技术带来了革命性的变化。
直流电子负载的设计与制作(毕业设计)
编号：毕业设计说明书题目：直流电子负载的设计与制作题目类型：理论研究实验研究工程设计√工程技术研究2011年5月10日桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸第I 页共Ⅲ页摘要随着电力电子技术的、计算机技术和自动控制技术的迅速发展，为电源检测技术带来了革命性的变化。
由于铁道电气化供电、电气牵引、信号控制、无线通信、计算机指挥调度中心及家庭日常生活等应用领域都在大量应用各种各样的电源，因此人们对电子负载的需求越来越多，对其性能要求也越来越高。
而传统的电源检测技术面临着极大的挑战。
为准确检测电源的可靠性和带载能力，因此把电力电子技术和微机控制技术有机地结合起来，实现电源的可靠检测。
本系统主要以AT89S51单片机为控制核心。
设计直流方式的电子负载，即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，与输入电压大小无关,即电流值可设定。
包括控制电路(MCU)、键盘输入、D/A转换电路、电子负载主电路、A/D转化电路、液晶显示电路、串行通信电路等；能够检测被测电源的电压值,电压值能直观的在液晶模块和通过串行通信在电脑上显示，设定的电流值能够在液晶模块上显示。
关键词：电子负载；单片机（MCU）；数模（D/A）；模数（D/A）；串行通信；液晶显示AbstractAs the rapid development of the power electronics technology, computer technology and automatic control technology, it has brought revolutionary changes for the power detection technology. By the reason of the Railway electrification power supply, electric traction, wireless communication, computer dispatch Center and family daily life have significant applications in a variety of power supply. So the applications of the electronic load have become more and more important in people daily life. And requirements of electronic load performance also become higher and higher.so that the traditional power test technology faces great challenges. In order to accurate detection of power reliability and load capacity, for this reason people organically combine the power electronics and microcomputer control technology ,achieve reliable detection of the power supply.AT89S51 microcontroller is the mainly control core of this system. Design way of electronic loads of DC. When the mode is that the current is constant. Electronic load current value flows into the Electronic load according to set and maintain a constant. It has nothing to do with the input voltage value，Namely current can be set. Including Micro Control Unit (MCU), keyboard input, digital to analog (D/A) conversion circuit, Electronic load main circuit, analog to digital (A/D) conversion circuit, liquid crystal display (LCD) circuit, Serial interface communication. The system can detect the voltage of the Battery. The voltage value can be intuitively displayed in LCD module and through serial communication on the computer. The current value can be displayed on the LCD module.Key Words: Electronic load,Micro Control Unit (MCU), Keyboard Input, Digital to Analog (D/A) ,Analog to Digital (A/D)，Serial Communication ,Liquid Crystal Display目录引言 (1)1课题分析和方案的选择 (1)1.1课题设计的要求与目标分析 (1)1.2直流电子负载的设计方案与论证 (2)1.3 方案的比较与选择 (4)2 硬件设计 (4)2.1总体方案设计 (4)2.1.1基于AT89S51单片机的控制系统 (4)2.1.2单片机中断电路 (6)2.1.3复位电路 (6)2.2基于DAC0832的数模转换模块 (7)2.3基于NE5532的集成运算放大器模块 (8)2.4 电子负载主电路 (9)2.4.1电子负载反馈电路 (9)2.4.2功率MOS管电路 (9)2.5数据采集系统设计 (11)2.6串口通信电路 (12)2.7液晶显示模块 (14)2.8稳压电源电路 (15)3 软件设计 (17)3.1软件设计分析 (17)3.2软件的设计核心 (17)3.3程序流程图 (18)4 系统调试 (19)4.1系统模块调试分析 (19)4.2数据记录 (20)4.3误差分析与计算 (21)5 结论 (24)谢辞 (25)参考文献 (26)附录 (27)附录一系统原理图 (27)附录二系统PCB图 (28)附录三电路板 (29)引言在电子技术应用领域,经常要对开关电源、线性电源、UPS 电源、变压器、整流器、电池、充电器等电子设备进行测试，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。
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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AbstractThe 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一、系统方案论证与比较1、系统设计思路根据题目要求的电路原理示意图所知，本系统需要先制作一个恒压源和一个恒流源模块，通过单片机对D/A的控制，预置电子负载的电压值和电流值，再通过A/D采样，将实际输出的电压电流信号进行返回，形成闭环系统，满足电子负载的精度。
再通过模拟开关，实现电子负载恒压，恒流，恒阻三种状态的切换。
通过软件保护实现系统过流和过压的保护。
最后需要使用液晶显示电子负载的输出值和预设值。
2、方案比较与选择（1）恒流模块方案选择方案一：采用开关电源构成恒流源电路。
当给定电压发生改变时，PWM控制器也同时改变开关器件的占空比，从而调整输出电压，最终获得输出电流的恒定。
但开关电源电压纹波比较大，控制电路复杂，很难制作出低纹波，高精度，线性度很好的恒流源。
方案二：采用集成运放构成的线性恒流源。
电路框图如图1-2所示。
电路工作在电流负反馈状态，输出电流直接由功率MOS管流出，在保证功率MOS管在线性导通的状态下，能够输出比较大的电流。
而且此电路线性度比较好，电路结构简单，容易控制，输出电流纹波比较小，电流输出范围比较大。
图1.2-2采用集成运放构成的线性恒流源综上所述，本系统采用方案二，选择集成运放构成的线性恒流源电路，此电路能通的电流比较大，完全可以满足题目的指标，而且线性度比较好，容易控制。
（2）恒压模块方案选择方案一：采用运放与功率MOS管相结合的开关恒压源。
通过单片机产生PWM 信号，与运放的给定信号进行比较，使功率MOS管工作在开关状态，改变其占空比，从而达到电压的恒定。
但电压纹波比较大，容易出现电压尖峰，线性度不是很好。
方案二：采用运放与功率MOS管相结合的线性恒压源。
使功率MOS管工作在线性模式。
通过运放给定与获取电压的反馈进行比较，构成电压负反馈，从而获得输出电压的恒定。
此方案输出电压纹波较小，线性度比较好，易于控制。
综上所述，采用方案二，电压线性度较好，容易实现。
（3）恒阻模块方案选择方案一：采用硬变件实现的恒阻方案。
电路原理如图1-3所示。
用输入电压与流过功率MOS管的电流的比值来等效电子恒阻负载。
电路工作在电流负反馈状态，使得电阻R1两端的电压跟随给定电压。
当输入给定电压最大或减小时，流过功率MOS管的电流也相应增大或减小变化，而输入电压不变，从而获得可调的电子负载。
但此方案温漂比较大，电阻变化范围较小。
图1.2—3硬变件实现的恒阻方案方案二：采用基于恒流电路的软件控制恒阻方案。
在恒流电路的基础上通过单片机检测到的输入电压来计算电流，达到恒阻功能的目的，比如要恒定电阻为10欧时，单片机检测到输入电压为20V，那么会控制输出电流为2A。
此种方案可实现数控给定恒定电阻负载，负载变化范围较大，易于线性控制。
但该方法响应较慢，只适用于输入变化较慢的场合。
综上所述，采用方案二，实现数控调整电阻负载，且易于控制和实现，无需增加其他硬件电路，性价比较高。
3、系统方案概述系统总框图如下图1-4所示。
由系统总框图可知，本系统的设计方案是：采用运放和功率MOS管相结合的方法构建线性恒流模块和恒压模块，恒阻模块是在基于恒流模块的基础之上用软件程控的方法构建，减轻了硬件电路的负担。
通过单片机控制继电器切换恒流电路和恒压电路，再通过电流检测和电压检测电路对电流和电压值进行采样，最后通过单片机内部的A/D转换，实现系统的闭环控制。
通过矩阵键盘设置电流负载，电压负载和电阻负载的预设值，通过LCD液晶显示预设值和实测值。
最后通过单片机控制继电器实现过流保护。
二、理论分析与计算本设计以模拟电路设计为主，单片机辅助控制。
而模拟元件的参数计算及选择依据，下述硬件部分将予以说明。
三、硬件电路设计1、恒流负载电路设计恒流负载电路采用集成运算放大器和功率MOS管构成的线性恒流电路，该电路工作在电流负反馈状态，功率MOS管工作在线性区，当反馈电压大于给定电压时，运放输出电压减小，从而控制电流的恒定，反之，运放输出电压增大，同样可实现电流的恒定。
电路原理图如图2-1所示。
为实现电流的精度，运放采用电压噪声和电流噪声分别为0.5μVp-p和2.5pAp-p的精密运放LT1077，采样电阻选用温漂很小的规格为0.9欧/米的康铜丝，选取阻值为0.1欧。
考虑到题目要求的最大电流为3A，最大功耗为60W，因此选取最大可过电流33A，耗散功率可高达180W的IRFP250。
为了实现反馈电压和给定电压的匹配，经过一级放大电路，为实现无静差，再加一级PI调节，使整个电路更加稳定，电流更加精确。
2、恒压负载电路设计恒压负载电路同样采用集成运算放大器和功率MOS管构成的线性恒压电路。
该电路工作在电压负反馈状态，功率MOS管工作在线性工作区，通过反馈环实现电压的稳定。
电路原理图如图2-2所示。
由于恒压负载电路与恒流负载电路相比较，只是给定运放的电压相位和反馈类型不同而已，因此共用同一个功率MOS管IRFP250，通过继电器的切换，使电路工作在恒压负载模式下，减轻了硬件电路的负担。
考虑到电压的范围为1.00V---20.00V，以及和给定的电压匹配问题，后级A/D采样的阻抗匹配问题，A/D最大采样电压为5V，因此先经过一级分压电路再通过一级射级跟随电路。
分压电路分压比为1:4。
MOS管的栅极串联200欧电阻，防止MOS管结电容引起的震荡。
图3.2—2恒压负载电路设计3、恒阻负载电路设计恒阻负载电路与恒流负载电路相同，不再构建其他的电路。
只是在恒流电路的基础上通过单片机检测到的输入电压来计算电流，达到恒阻功能的目的，比如要恒定电阻为10欧时，单片机检测到输入电压为20V，那么会控制输出电流为2A。