基于STC12C5A60S的直流电子负载的设计方案

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。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。电路可以实现恒压功能模块，相对误

直流电子负载的校准方法介绍

起直流稳压(流)电子负载核心作用的功率

直流电子负载的特点分析

直流电子负载实验

直流电子负载的使用应用

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*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*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

直流电子负载系统设计图

设计思路：要求设计一个直流电子负载，有恒流、恒压和恒阻三种模式，可手动切换。设计中切换部分采用程控键盘切换，而三种模式都是采用运算放大器结合反馈网络组成的电路实现，根据设计要求，此电路中的反馈网络以场效应管为核心。控制部分采用单片机来完成，显示采用液晶模块。恒压模式、恒阻模式与恒流模式硬件实现方法基本相同，软件实现方法类似。图2-1 直流电子负载系统实现框图该系统实现框图如上图2-1所示，包括主控器、键盘、显示电路、MOSFET功率电路和信号处理电路五个部分，信号处理模块包括信号调整电路和信号调理电路。图2-1中的待测电源是直流电子负载的待测电源，不属于直流电子负载的系统组成。

直流电子负载的校验方法

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。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技术指标：电压：0.05%±0.05%FS电流：0.2%±0.2%FSCC，CV，CR 模式：0.2%±0.2%FS校准步骤：①电压表的校准：1. 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。2. 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。②Vsense 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

直流电子负载的基本要求及工作模式

1.基本要求：a.负载工作模式：恒压（CV）、恒流（CC）两种模式可选择；b.电压设置及读出范围：1.00V-20.0V；c.电流设置及读出范围：100mA-3.00A；d.显示分辨率及误差：至少具有三位数，相对误差小于5%。 2.发挥部分：a.增加恒阻模式（CR）模式；b.扩大负载参数的设置及读出范围；c.具有自动过载保护设计。 3：工作模式直流电子负载*基本的工作模式是定电流模式和定电阻模式。一般的电子负载都具有这两种模式，定电压模式主要应用于对电流源和电池充电器的测试。定功率模式主要应用于电池容量的检测。动态负载模式时，负载值并不是稳定不变的，而是随时间变化的。用于对电源供应器及功率电子元器件的动态和瞬态特性测试。由于动态负载需要实时高速地调整负载变化，一般较**的电子负载才具有此功能。

直流电子负载的工作模式及说明

直流电子负载*基本的工作模式是定电流模式和定电阻模式。一般的电子负载都具有这两种模式，定电压模式主要应用于对电流源和电池充电器的测试。定功率模式主要应用于电池容量的检测。动态负载模式时，负载值并不是稳定不变的，而是随时间变化的。用于对电源供应器及功率电子元器件的动态和瞬态特性测试。由于动态负载需要实时高速地调整负载变化，一般较**的电子负载才具有此功能。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.实现原理可参考如下图：