直流电子负载电路图大全 四款直流电子负载电路原理图详解

DC电子负载电路图(一)DC电子负载一般有三种工作模式，即恒压模式、恒流模式和恒阻模式。这三种工作模式可以通过连接00P7和运算放大器来实现。以恒流模式为例，按照左图的方式将00P07与MOS管连接，通过0P7控制MOS管导通，从而获得稳定的电流值。其恒流值由恒流信号的电压值与采样电阻的电阻值之比决定。

本图中00P07由smart V供电，当恒流信号到来时，如果采样电阻上的电压小于恒流信号，即00P7的反相输入端电压小于同相输入端电压，0P7的输出将增大，使MOS管导通更多，为采样电阻补足电流。如果采样电阻上的电压大于恒流信号，即00P07的同相输入端电压小于反相输入端电压，则0P7会降低输出，从而降低采样电阻上的电流。电路工作时，当检测电压在一定范围内变化时，恒流电源电路能始终保持电路在一个恒定的电流值，从而实现恒流工作。其电流值由恒流信号和采样电阻的阻值决定。例如，当采样电阻大于10时，如果想得到100mA的恒流值，只需将恒流信号调整到10 V即可.

在实际使用过程中，为了使可调参数直观明了，设定数值更加方便，可以使用单片机或其他程序芯片实现输入显示任务。按键将设定的常数值输入处理芯片，处理后数据通过。一方面通过真实设备显示数值，另一方面通过数模转换将信号值输入0P07，使整个系统工作。这样可以调节DC电子负载的定值，同时通过模数转换显示采样电阻上的电流和电压信号，使整个系统更加直观。需要注意的是，为了保证电路的安全运行，在实际使用过程中，要对测试信号进行过压保护，防止测试信号过大损坏电路。另外，如果系统的电流值较高，那么采样电阻的功率要求应该相对严格。

DC电子负载电路图(二)电路的主要模块包括四个部分：控制电路、恒流电路、电压电流检测、输入和显示电路参数电路。

电路设计原理

指标要求数字设定，电流输出可控，这就要求使用与DAC输出电压有良好线性关系的DAC转换和恒流电路。12位TLV5618用于完成DA转换。如果步长为1mA，量程按0~1000mA计算，则DAC需要2000个分频，必须选择分辨率在1000以上的DAC才能满足要求。DACTLV5618的分辨率完全满足当前1mA步进的要求。DAC的输出控制U5A和Q3将电压转换成相应的电流值。同时，输出电流流经R20得到的采样电压被U5B放大21倍后反馈给U5A，形成硬件闭环控制。闭环控制最终导致TP3的电压等于TP2的电压，并且TP3的电压是R20两端的电压被U5B放大的值。因此，可以通过改变TP2的电压值来改变R20两端的电压，从而控制流过RL的电流值，因此TP2是电流设定值调整。图中，U5B=UTP3/UR20=(R26 R29)/R29=21的放大倍数，也就是说，当最大值4095输入DAC时，通过调节R14使VTP2=4.2V V，可以得到RL的最大电流为2000mA.在本电路中，采样电阻为0.1/10W。其目的是避免采样电阻通过大电流时发热引起的电阻变化，从而影响输出电流。在这个电路中，四个0.1/10W的电阻成对并联，然后串联，这样t

如果电压采样精度设置为1mV，范围从0到18.000 V计算，则要求ADC需要精度和18，000分频，必须选择分辨率在32，768以上的ADC才能满足系统要求。因此选用TI公司提供的16位ADC ADS1115，AD采样由TI公司生产的ADS1115芯片完成。通过采样一个与电子负载并联的大电阻，使电压值按一定比例衰减。然后通过电压跟随器交给AD采样。

b功率器件：因为恒流源会输出一个很大的电压，所以这个工作会用水泥电阻和MOS管共同承担功率。当电子负载两端的电压较小时，将使用四个并联的MOS晶体管通过热效应消耗功率。由于MOS晶体管的导通电阻很小，可以很好地实现大电流输出。当电压值大于10V时，单片机会输出高电平，使继电器断开，水泥电阻接入电路，从而减轻MOS管的负担。

c保护电路：过压保护电路在单片机采样到DC稳压电源输出18V时动作，输出高电平驱动蜂鸣器和LED灯报警，然后使DA输出值为零。通过软件，当电压恢复到18V以下时，电流将继续保持为输入值。

d .电源负载调整率的测试原理：电源负载的变化会引起电源输出的变化，负载增大，输出减小，反之，负载减小，输出增大。良好的电源负载变化引起的输出变化最小，通常该指标为3%~5%。该主题便于负载调整率的测量。可以在待测DC稳压电源的输出端串联一个电阻RW，更换不同阻值的RW，相当于改变了被测电源的内阻。串联电阻越大，负载调整率越大，反之亦然。被测电源的负载调整率可以改变。

DC电子负载电路图(三)本文提出了一种基于STC12C5A60S的DC电子负载的设计方案。DC电子负载的设计主要基于STC12C5A60S单片机，具有高速、低功耗和超强的抗干扰能力。包括控制电路(MCU)、主电路、采样电路、显示电路等，可以检测被测电路的电流值、电压值等参数，并可以直观地显示在液晶上。在该系统中，电路的工作状态由自锁开关控制，恒压、恒流、恒阻电路之间的工作状态由手动调节开关切换，相应的工作状态由led灯指示。系统稳压范围为1V-30V，稳流范围为100mA-3.5A，0-5%的误差在题目要求范围内，满足题目要求，扩大了恒压恒流范围。由单片机控制，通过按键可将恒压值或恒流值控制在一定范围内，设置过载保护，过载用灯光显示。

该方案通过两个自锁开关控制电路的工作状态，在恒压、横流、恒阻之间切换。stc12c5a60s单片机通过D/A芯片控制恒压值和恒流值。stc12c5a60s是新一代8051单片机，具有高速、低功耗、超强抗干扰等特点。指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍，采用8通道高速10位A/D .大功率NMOS晶体管IRF540，导通电阻小，源漏抗击穿能力强。软硬件结合的方式方便简洁的实现不同模块之间的转换，完成恒压恒流等基本功能，完成恒电阻等附加功能。

恒压电路文本和GND是测试点。整个电路是一个负反馈：当文本高于设定值时，运算放大器输出高电压，Q1电导率增加，负载阻抗减小

恒电阻电路图当滑动变阻器达到5 0%时，电阻分压V=1/2Vin=V-，电流I=Vin/4，R=Vin/I=4欧姆，电源电压与电流成正比变化。可以用单片机实现，R=VText/I，采用恒流原理实现。(长期测试的话，最好把莫斯管接在大散热片上)。

提出了一种基于STC12C5A60S的DC电子负载设计方案。本方案设计的DC电子负载主要由STC12C5A60S单片机控制，具有高速、低功耗和超强抗干扰性。电路的工作状态由自锁开关控制，通过手动调节开关在恒压、恒流和恒阻电路之间切换工作状态。系统稳压范围为1V-30V，稳流范围为100mA-3.5A，在题目要求的范围内误差为0-5%。恒压值或恒流值控制在一定范围内，并设置过载保护，通过点亮灯显示过载。实践证明，该方案具有实际应用价值。

DC电子负载电路图(四)该系统采用32位ARM9TDMI作为主控芯片，借助外部16位A/D转换芯片ADSlll5的辅助电路，可以保存更多的采样数据，从而减少采样信号的失真，实现稳定快速的实时测量。在硬件电路设计上，采用OP07和IRF640组成的线性恒流源，利用CSM025A和VSM025A对电子负载侧的较高电压和较大电流进行转换，减少了较高电压和较大电流下对电子负载的影响。

图1是由DA控制的电子负载的结构框图。

借助16位模数转换器ADS1115，将电压和电流送回单片机。恒流源的电流由DA控制，电流由PID不断校正到设定值，保证电流恒定可调，满足步进10mA的要求，并具有过压保护功能。12864 LCD显示实时电压和电流值、设定电流值和负载调整率。电子负载具有优良的精度、稳定性和动态响应，结合精确的软件控制，电源测量快速准确。原理简单，可行性高，成本低。

电子负载与恒流电路分析16位高精度模数转换器ADSlll5的输出电压用于将恒流源的电压转换为恒流电路。由于运算放大器OP07是高精度低漂移的运算放大器，在10欧姆的负载下输出电流可以达到2 A。因此，采用由OP07和IRF640组成的Uin。电流串联负反馈，实现电压到电流的转换。具体电路如图2所示。

原理图中OP07和IRF640构成负反馈，基于运算放大器的“虚短虚断”理论，所以MOS管IRF640的S极电位等于TLV 5616输入的电压值。