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          百科技術
          直流電子負載的應用及其校準方法的探討
          艾諾儀器 超越信賴

          電子負載是一種起程控電能吸收裝置作用的儀器,其主要應用是對直流電源進行測試,不過,它也可用于其它場合,如制造或研發期間的電池測試、固態半導體大功率元件測試、直流電動機測試、直流發電機測試和固態電動機控制的測試。通常,電子負載具有允許輸出電壓和輸出電流迅速改變的高輸出阻抗。由于電子負載要吸收能量,故常常稱之為“電流吸收器”。典型情況下,電子負載的額定值從幾十W到幾kW,電流額定值從幾A到幾百A,電壓額定值從幾V到1kV左右。電子負載有固定電流(CC),固定電壓(CV),固定電阻(CR)模式,可分別用于不同的電源參數的測量。電子負載在作為一個可變或恒定電阻時,還可以作為直流電壓、直流電流的測量,而且有保護功能。這既利于提高測量速度也方便測量。因此,電子負載的正確使用和測試是很重要的。


          直流電子負載的特點

          1,直流電子負載能在設定的模式下顯示電壓、電流,可以代替直流數字電壓表,可以測量直流恒流源的輸出電流,特別是10A~100A以上的大電流。

          2,直流電子負載在設定為固定電流模式下允許同極性的模塊并聯使用,此時負載電流為所有電子負載的電流之和,負載功率也為所有負載功率之總和,但切記不可以串聯使用。

          3,當測量電源的CV態的負載調整率、輸出電壓調整或動態模擬負載時,使用固定電流模式比較合適。

          4,當測量電源的CC態的負載調整率、輸出電流調整或動態模擬負載時,使用固定電壓模式比較合適。

          5,使用面板操作時能控制負載電流上升或下降的變化率,可以將感性引線的壓降現象降低到最低程度,或測試待測電源供應器的輸出暫態反應特性。

          6,用直流電子負載測量電源時,要保證兩者正負對應連接,反接會損壞負載的模塊。

          7,電子負載基本上都有遠端電壓的測量功能,即配有電壓敏感設置和端口測量,以減小在電流時測量引線引起的分壓,避免測量誤差。

          主要應用

          1,把電子負載設定在CC模式,負載關閉,此時用電子負載以電壓表形式測量直流穩壓電源CV態的開路輸出電壓。

          2,把電子負載設定在CC模式,打開負載及其短路設置,此時用電子負載以電流表形式測量直流穩壓電源CC態的輸出電流。

          3,直流電源的穩壓即CV態的負載調整率的測量:

          例如有一臺電源,規格30V/30A,(把電壓調節到最小,電流調節到適當值),則設置負載在CC狀態,打開負載(LOAD ON),設置負載的CC值為30A,調節電源的電壓值,此時負載值隨著外加電壓的改變而變化,直到調節電壓為30V時,電子負載測量出電源帶載的實際輸出電壓Um和回路電流。

          再設置負載的CC值為零,則此時相當于斷開負載,電子負載作為一個直流電壓表,測量出電源不加載的輸出電壓Un 。

          則電源CV態的負載調整率為


          4,直流電源的穩流即CC態的負載調整率的測量

          如有一臺電源,規格30V/30A,(把電流調節最小,電壓調節到適當值),則設置負載在CV態,打開負載(LODA ON),設置負載的CV值為30V,調節電源的電流值,此時負載值隨著回路的電流的改變而變化,直到調節電流為30A時,電子負載測量出電源帶載的實際輸出電壓和回路里的電流Im。

          可以設置負載的CV值為0,相當于短路負載,此時電子負載作為一個直流電流表,測量出電源不加載的輸出電流In。

          則電源CC態的負載調整率為:


          說明:如果電子負載的測量準確度不能滿足測量電源的需求,則可以在測量的同時,在電源的測量回路里串聯電流表進行測量電流。

          5,需要說明的是:用DC電子負載測量電源時,若不用Vsense端,則若10mΩ的引線電阻在回路電流為10A可引用0.1V的壓降,即電子負載測量值將小于電源實際輸出電壓值,為了測量準確,Vsense兩端要直接于電源輸出的兩端,電子負載則取樣測量Vsense兩端的電壓來測量,而回路電流則與四線Vsense測量無關。

          校準方法

          DC電子負載有不同的型號,但校準方法基本類似,下面以3330A系列雙直流電子負載為例子,來說明具體的校準方法。

          1,3330A模塊的測量范圍(以A通道為例子)

          電壓: +15V/60V 電流: +15A/50A

          電阻: 0.04~1.2~4.5kΩ

          功率: 250W

          2,技術指標

          電壓:0.05%±0.05%FS 電流:0.2%±0.2%FS

          CC,CV,CR模式:0.2%±0.2%FS

          3,校準步驟

          (1)電壓表的校準

          a,設置本模塊

          模式MODE在CC固定電流,不打開負載,其余設置均在開機狀態的初始設置。

          b,把標準DC電壓源的兩端正負對應接在CHA的負載兩端,在電子負載模塊的電壓測量范圍內,選擇對應設置標準電壓源輸出,與電子負載的指示值相比較,應符合電壓指標。

          (2) Vsense敏感端電壓的校準

          按下CONFIG,設置負載敏感端電壓ON,關閉CONFIG,使負載顯示在CC狀態,LOAD OFF,把標準DC電壓源的兩端正負對應接在各自通道敏感端電壓Vsense兩端,在電子負載模塊的電壓測量范圍內,選擇對應設置標準電壓源輸出,與電子負載的指示值相比較,也應符合電壓指標。

          (4)CV模式電壓校準

          負載打開后的測試需要使用DC源,預先把標準源的電壓和電流均設在最小或無輸出狀態。

          a,設置本模塊:MODE在CV固定電壓,打開負載LOAD,其余設置均在開機狀態的初始設置。

          b,把DC源的兩端正負對應接在LOAD的兩端;把標準電壓表并聯在負載LOAD的兩端。

          c,設置負載模塊的CV電壓為2V,把DC源的電流先向上調節一點,開始調節DC源的電壓按鈕,使負載指示在2V,電壓旋鈕繼續調節,負載電壓指示值不改變。

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