简易直流电子负载设计及测试.doc

简易直流电子负载设计及测试 陈喻，邬杨波，李宏，谢建军，励金祥，周赛华 （宁波大学 信息学院，浙江 宁波 315211） 摘要：该文设计了以单片机 C8051F020 为控制核心的简易直流电子负载。电子负载采用恒流工作模式，恒流方式通过单 片机内部 DA 输出控制 NMOS 管等电路产生恒定电流，当直流稳压电源电压在一定范围内变化时，流过本直流电子负载 的电流保持恒定。在恒流模式下的设定电流非常精准。在不同设定电流下，电子负载两端电压变化 10V 时输出电流变化 值能够控制在 0.9%以内。过压保护阈值电压 18V 附近。电子负载两端的电压，电流测量精度均可满足。同时本简易直流 电子负载可以工作在恒阻方式。可设定电阻，并可测得电子负载两端电压与电流为线性关系，即是恒阻模式下的电阻值。 关键词：直流电子负载；恒流模式；恒阻模式；C8051F020 中图分类号：TP273.1 文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2012)34-8293-05 A Simple DC Electronic Load CHEN Yu, WU Yang-bo, LI Hong, XIE Jian-jun, LI Jin-xiang, ZHOU Sai-hua (Faculty of Information Science and Engineering, Ningbo University, Ningbo 315211, China) Abstract: This paper introduces the design of a simple DC electronic load by single- chip microcomputer of C8051F020. The electronic load is beads on a constant current mode. Constant current controls NMOS tube circuit to generate a constant current with DA on the MCU. When voltage supplied by the DC power changes within a certain range, the current going through the DC electronic load is a constant. In the constant current mode, setting current is very accurate. When the terminal voltage off Electronic load changes 10V, the changing value of output current can be controlled less than 0.9%. Overvoltage protection volt? age is about 18V。Meanwhile, the simple DC electronic load can work in the constant resistance mode. Key words: DC electronic load; constant current mode; constant resistance mode 在人们生活的多个领域都要用到负载测试，如充电电源试验、蓄电池放电试验以及购买电池、电源时等都需要负载测试。直流 电子负载,应用的历史较长，范围更广。在实验室，利用电力电子器件的特性，通过分析等值电路，用电力电子元件搭建电子电路来 模拟负载，可以实现定电阻、定电压等特性。单片机技术与变换器电路的密切结合还使得电子负载可以工作在其它多种模式下:定 功率模式、动态电阻模式、短路模式等。该文设计了以单片机 C8051F020 为控制核心的简易直流电子负载,且本系统采用恒流工作 模式，所达到的精度很高，完全达到了设计任务要求。可以实现的功能：恒流、恒阻，等功能。 1 系统方案 1.1 核心控制器（单片机）方案设计 采用 C8051F020 单片机作为核心控制单元，内部包含 12 位 A/D、D/A 转换功能，精确度高。通过软件编程可以实现对电流预置， A/D 采样比较、D/A 输出、LCD 显示、过压控制、过流控制等多种功能，并且外围电路简单，控制效果好。 1.2 功率控制方案设计 用增强型 NMOS 管作为功率器件。功率 MOS 管具有正温度系数，当结温升高时通态电阻增大，有自限流作用，所以功率 MOS 管 热稳定性好。 1.3 过压控制的方案设计 采用继电器与单片机之间的通信，当外部电压到达 18V