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直流电子负载的应用及其校准方法的探讨
来源:ag8亚游国际仪器

电子负载是一种起程控电能吸收装置作用的仪器,其主要应用是对直流电源进行测试,不过,它也可用于其它场合,如制造或研发期间的电池测试、固态半导体大功率元件测试、直流电动机测试、直流发电机测试和固态电动机控制的测试。通常,电子负载具有允许输出电压和输出电流迅速改变的高输出阻抗。由于电子负载要吸收能量,故常常称之为“电流吸收器”。典型情况下,电子负载的额定值从几十W到几kW,电流额定值从几A到几百A,电压额定值从几V到1kV左右。电子负载有固定电流(CC),固定电压(CV),固定电阻(CR)模式,可分别用于不同的电源参数的测量。电子负载在作为一个可变或恒定电阻时,还可以作为直流电压、直流电流的测量,而且有保护功能。这既利于提高测量速度也方便测量。因此,电子负载的正确使用和测试是很重要的。


直流电子负载的特点

1,直流电子负载能在设定的模式下显示电压、电流,可以代替直流数字电压表,可以测量直流恒流源的输出电流,特别是10A~100A以上的大电流。

2,直流电子负载在设定为固定电流模式下允许同极性的模块并联使用,此时负载电流为所有电子负载的电流之和,负载功率也为所有负载功率之总和,但切记不可以串联使用。

3,当测量电源的CV态的负载调整率、输出电压调整或动态模拟负载时,使用固定电流模式比较合适。

4,当测量电源的CC态的负载调整率、输出电流调整或动态模拟负载时,使用固定电压模式比较合适。

5,使用面板操作时能控制负载电流上升或下降的变化率,可以将感性引线的压降现象降低到最低程度,或测试待测电源供应器的输出暂态反应特性。

6,用直流电子负载测量电源时,要保证两者正负对应连接,反接会损坏负载的模块。

7,电子负载基本上都有远端电压的测量功能,即配有电压敏感设置和端口测量,以减小在电流时测量引线引起的分压,避免测量误差。

主要应用

1,把电子负载设定在CC模式,负载关闭,此时用电子负载以电压表形式测量直流稳压电源CV态的开路输出电压。

2,把电子负载设定在CC模式,打开负载及其短路设置,此时用电子负载以电流表形式测量直流稳压电源CC态的输出电流。

3,直流电源的稳压即CV态的负载调整率的测量:

例如有一台电源,规格30V/30A,(把电压调节到最小,电流调节到适当值),则设置负载在CC状态,打开负载(LOAD ON),设置负载的CC值为30A,调节电源的电压值,此时负载值随着外加电压的改变而变化,直到调节电压为30V时,电子负载测量出电源带载的实际输出电压Um和回路电流。

再设置负载的CC值为零,则此时相当于断开负载,电子负载作为一个直流电压表,测量出电源不加载的输出电压Un 。

则电源CV态的负载调整率为


4,直流电源的稳流即CC态的负载调整率的测量

如有一台电源,规格30V/30A,(把电流调节最小,电压调节到适当值),则设置负载在CV态,打开负载(LODA ON),设置负载的CV值为30V,调节电源的电流值,此时负载值随着回路的电流的改变而变化,直到调节电流为30A时,电子负载测量出电源带载的实际输出电压和回路里的电流Im。

可以设置负载的CV值为0,相当于短路负载,此时电子负载作为一个直流电流表,测量出电源不加载的输出电流In。

则电源CC态的负载调整率为:


说明:如果电子负载的测量准确度不能满足测量电源的需求,则可以在测量的同时,在电源的测量回路里串联电流表进行测量电流。

5,需要说明的是:用DC电子负载测量电源时,若不用Vsense端,则若10mΩ的引线电阻在回路电流为10A可引用0.1V的压降,即电子负载测量值将小于电源实际输出电压值,为了测量准确,Vsense两端要直接于电源输出的两端,电子负载则取样测量Vsense两端的电压来测量,而回路电流则与四线Vsense测量无关。

校准方法

DC电子负载有不同的型号,但校准方法基本类似,下面以3330A系列双直流电子负载为例子,来说明具体的校准方法。

1,3330A模块的测量范围(以A通道为例子)

电压: +15V/60V 电流: +15A/50A

电阻: 0.04~1.2~4.5kΩ

功率: 250W

2,技术指标

电压:0.05%±0.05%FS 电流:0.2%±0.2%FS

CC,CV,CR模式:0.2%±0.2%FS

3,校准步骤

(1)电压表的校准

a,设置本模块

模式MODE在CC固定电流,不打开负载,其余设置均在开机状态的初始设置。

b,把标准DC电压源的两端正负对应接在CHA的负载两端,在电子负载模块的电压测量范围内,选择对应设置标准电压源输出,与电子负载的指示值相比较,应符合电压指标。

(2) Vsense敏感端电压的校准

按下CONFIG,设置负载敏感端电压ON,关闭CONFIG,使负载显示在CC状态,LOAD OFF,把标准DC电压源的两端正负对应接在各自通道敏感端电压Vsense两端,在电子负载模块的电压测量范围内,选择对应设置标准电压源输出,与电子负载的指示值相比较,也应符合电压指标。

(4)CV模式电压校准

负载打开后的测试需要使用DC源,预先把标准源的电压和电流均设在最小或无输出状态。

a,设置本模块:MODE在CV固定电压,打开负载LOAD,其余设置均在开机状态的初始设置。

b,把DC源的两端正负对应接在LOAD的两端;把标准电压表并联在负载LOAD的两端。

c,设置负载模块的CV电压为2V,把DC源的电流先向上调节一点,开始调节DC源的电压按钮,使负载指示在2V,电压旋钮继续调节,负载电压指示值不改变。

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