直流電子負(fù)載的應(yīng)用及其校準(zhǔn)方法

電子負(fù)載是一種起程控電能吸收裝置作用的儀器，其主要應(yīng)用是對(duì)直流電源進(jìn)行測(cè)試，不過(guò)，它也可用于其它場(chǎng)合，如制造或研發(fā)期間的電池測(cè)試、固態(tài)半導(dǎo)體大功率元件測(cè)試、直流電動(dòng)機(jī)測(cè)試、直流發(fā)電機(jī)測(cè)試和固態(tài)電動(dòng)機(jī)控制的測(cè)試。通常，電子負(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(shù)的測(cè)量。電子負(fù)載在作為一個(gè)可變或恒定電阻時(shí)，還可以作為直流電壓、直流電流的測(cè)量，而且有保護(hù)功能。這既利于提高測(cè)量速度也方便測(cè)量。因此，電子負(fù)載的正確使用和測(cè)試是很重要的。

直流電子負(fù)載的特點(diǎn)

1，直流電子負(fù)載能在設(shè)定的模式下顯示電壓、電流，可以代替直流數(shù)字電壓表，可以測(cè)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(fù)載在設(shè)定為固定電流模式下允許同極性的模塊并聯(lián)使用，此時(shí)負(fù)載電流為所有電子負(fù)載的電流之和，負(fù)載功率也為所有負(fù)載功率之總和，但切記不可以串聯(lián)使用。

3，當(dāng)測(cè)量電源的CV態(tài)的負(fù)載調(diào)整率、輸出電壓調(diào)整或動(dòng)態(tài)模擬負(fù)載時(shí)，使用固定電流模式比較合適。

4，當(dāng)測(cè)量電源的CC態(tài)的負(fù)載調(diào)整率、輸出電流調(diào)整或動(dòng)態(tài)模擬負(fù)載時(shí)，使用固定電壓模式比較合適。

5，使用面板操作時(shí)能控制負(fù)載電流上升或下降的變化率，可以將感性引線的壓降現(xiàn)象降低到最低程度，或測(cè)試待測(cè)電源供應(yīng)器的輸出暫態(tài)反應(yīng)特性。

6，用直流電子負(fù)載測(cè)量電源時(shí)，要保證兩者正負(fù)對(duì)應(yīng)連接，反接會(huì)損壞負(fù)載的模塊。

7，電子負(fù)載基本上都有遠(yuǎn)端電壓的測(cè)量功能，即配有電壓敏感設(shè)置和端口測(cè)量，以減小在電流時(shí)測(cè)量引線引起的分壓，避免測(cè)量誤差。

直流電子負(fù)載的主要應(yīng)用

1，把電子負(fù)載設(shè)定在CC模式，負(fù)載關(guān)閉，此時(shí)用電子負(fù)載以電壓表形式測(cè)量直流穩(wěn)壓電源CV態(tài)的開(kāi)路輸出電壓。

2，把電子負(fù)載設(shè)定在CC模式，打開(kāi)負(fù)載及其短路設(shè)置，此時(shí)用電子負(fù)載以電流表形式測(cè)量直流穩(wěn)壓電源CC態(tài)的輸出電流。

3，直流電源的穩(wěn)壓即CV態(tài)的負(fù)載調(diào)整率的測(cè)量：

例如有一臺(tái)電源，規(guī)格30V/30A，(把電壓調(diào)節(jié)到最小，電流調(diào)節(jié)到適當(dāng)值)，則設(shè)置負(fù)載在CC狀態(tài)，打開(kāi)負(fù)載(LOAD ON)，設(shè)置負(fù)載的CC值為30A，調(diào)節(jié)電源的電壓值，此時(shí)負(fù)載值隨著外加電壓的改變而變化，直到調(diào)節(jié)電壓為30V時(shí)，電子負(fù)載測(cè)量出電源帶載的實(shí)際輸出電壓Um和回路電流。

再設(shè)置負(fù)載的CC值為零，則此時(shí)相當(dāng)于斷開(kāi)負(fù)載，電子負(fù)載作為一個(gè)直流電壓表，測(cè)量出電源不加載的輸出電壓Un 。

則電源CV態(tài)的負(fù)載調(diào)整率為

4，直流電源的穩(wěn)流即CC態(tài)的負(fù)載調(diào)整率的測(cè)量

如有一臺(tái)電源，規(guī)格30V/30A，(把電流調(diào)節(jié)最小，電壓調(diào)節(jié)到適當(dāng)值)，則設(shè)置負(fù)載在CV態(tài)，打開(kāi)負(fù)載(LODA ON)，設(shè)置負(fù)載的CV值為30V，調(diào)節(jié)電源的電流值，此時(shí)負(fù)載值隨著回路的電流的改變而變化，直到調(diào)節(jié)電流為30A時(shí)，電子負(fù)載測(cè)量出電源帶載的實(shí)際輸出電壓和回路里的電流Im。

可以設(shè)置負(fù)載的CV值為0，相當(dāng)于短路負(fù)載，此時(shí)電子負(fù)載作為一個(gè)直流電流表，測(cè)量出電源不加載的輸出電流In。

則電源CC態(tài)的負(fù)載調(diào)整率為：

說(shuō)明：如果電子負(fù)載的測(cè)量準(zhǔn)確度不能滿足測(cè)量電源的需求，則可以在測(cè)量的同時(shí)，在電源的測(cè)量回路里串聯(lián)電流表進(jìn)行測(cè)量電流。

5，需要說(shuō)明的是：用DC電子負(fù)載測(cè)量電源時(shí)，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(fù)載測(cè)量值將小于電源實(shí)際輸出電壓值，為了測(cè)量準(zhǔn)確，Vsense兩端要直接于電源輸出的兩端，電子負(fù)載則取樣測(cè)量Vsense兩端的電壓來(lái)測(cè)量，而回路電流則與四線Vsense測(cè)量無(wú)關(guān)。

校準(zhǔn)方法

DC電子負(fù)載有不同的型號(hào)，但校準(zhǔn)方法基本類似，下面以3330A系列雙直流電子負(fù)載為例子，來(lái)說(shuō)明具體的校準(zhǔn)方法。

1，3330A模塊的測(cè)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(shù)指標(biāo)

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(zhǔn)步驟

(1)電壓表的校準(zhǔn)

a，設(shè)置本模塊

模式MODE在CC固定電流，不打開(kāi)負(fù)載，其余設(shè)置均在開(kāi)機(jī)狀態(tài)的初始設(shè)置。

b，把標(biāo)準(zhǔn)DC電壓源的兩端正負(fù)對(duì)應(yīng)接在CHA的負(fù)載兩端，在電子負(fù)載模塊的電壓測(cè)量范圍內(nèi)，選擇對(duì)應(yīng)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)電壓源輸出，與電子負(fù)載的指示值相比較，應(yīng)符合電壓指標(biāo)。

(2) Vsense敏感端電壓的校準(zhǔn)

按下CONFIG，設(shè)置負(fù)載敏感端電壓ON，關(guān)閉CONFIG，使負(fù)載顯示在CC狀態(tài)，LOAD OFF，把標(biāo)準(zhǔn)DC電壓源的兩端正負(fù)對(duì)應(yīng)接在各自通道敏感端電壓Vsense兩端，在電子負(fù)載模塊的電壓測(cè)量范圍內(nèi)，選擇對(duì)應(yīng)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)電壓源輸出，與電子負(fù)載的指示值相比較，也應(yīng)符合電壓指標(biāo)。

(4)CV模式電壓校準(zhǔn)

負(fù)載打開(kāi)后的測(cè)試需要使用DC源，預(yù)先把標(biāo)準(zhǔn)源的電壓和電流均設(shè)在最小或無(wú)輸出狀態(tài)。

a，設(shè)置本模塊：MODE在CV固定電壓，打開(kāi)負(fù)載LOAD，其余設(shè)置均在開(kāi)機(jī)狀態(tài)的初始設(shè)置。

b，把DC源的兩端正負(fù)對(duì)應(yīng)接在LOAD的兩端;把標(biāo)準(zhǔn)電壓表并聯(lián)在負(fù)載LOAD的兩端。

c，設(shè)置負(fù)載模塊的CV電壓為2V，把DC源的電流先向上調(diào)節(jié)一點(diǎn)，開(kāi)始調(diào)節(jié)DC源的電壓按鈕，使負(fù)載指示在2V，電壓旋鈕繼續(xù)調(diào)節(jié)，負(fù)載電壓指示值不改變。