多功能電子負(fù)載在電子設(shè)備測試中的應(yīng)用

在電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域, 經(jīng)常要對開關(guān)電源、線性電源、UPS 電源、變壓器、整流器、電池、充電器等電子設(shè)備進(jìn)行測試, 傳統(tǒng)的測試方法中一般都采用電阻、滑線變阻器、電阻箱等充當(dāng)測試負(fù)載, 但這些負(fù)載不能滿足我們對負(fù)載多方面的要求, 如:恒定電流的負(fù)載;帶輸出接口的負(fù)載;隨意調(diào)節(jié)的負(fù)載、恒功率的負(fù)載、動(dòng)態(tài)負(fù)載;多輸出端口的負(fù)載等?，F(xiàn)在有一種新型多功能的電子負(fù)載, 可據(jù)實(shí)際應(yīng)用中對負(fù)載特性的要求進(jìn)行設(shè)置, 滿足了我們對負(fù)載的各種要求, 解決了開發(fā)研制測試中的困難。     ate自動(dòng)化測試設(shè)備_ate電源自動(dòng)測試系統(tǒng)

一、電子負(fù)載

電子負(fù)載即電子負(fù)荷。凡是能夠消耗能量的器件, 可以廣泛地稱為負(fù)載。電子負(fù)載能消耗電能, 使之轉(zhuǎn)化成熱能或其它形式的能。

靜態(tài)的電子負(fù)載可以是電阻性(如功率電阻、滑線變阻器等)、電感性、電容性。但實(shí)際應(yīng)用中, 負(fù)載形式就較為復(fù)雜, 如動(dòng)態(tài)負(fù)載, 消耗功率是時(shí)間函數(shù), 或電流、電壓是動(dòng)態(tài)的, 也可能是恒定電流、恒定電阻、恒定電壓, 不同峰值系數(shù)(交流情況下), 不同功率因數(shù)cos 或瞬時(shí)短路等。模擬電子負(fù)載器就是在實(shí)際應(yīng)用中負(fù)載比較復(fù)雜的情況下而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的測試設(shè)備。它能替代傳統(tǒng)的負(fù)載, 如電阻箱、滑線變阻器、電阻線、電感、電容等。尤其對吸收恒定電流或以恒定電壓吸收電流, 或電壓電流都要在設(shè)定范圍突變等傳統(tǒng)方法不能解決的領(lǐng)域里, 更能顯示出優(yōu)越性能。

直流電子負(fù)載可以具備恒定電流、恒定電阻、恒定電壓、動(dòng)態(tài)負(fù)載及短路負(fù)載等工作方式。

交流電子負(fù)載可以模擬恒定電流、恒定電阻、不同峰值系數(shù)、不同功率因素及短路負(fù)載等。

二、電子負(fù)載器的用途

電子負(fù)載器的根本用途是對輸出電能的設(shè)備或轉(zhuǎn)換裝置, 如發(fā)電機(jī)、AC/DC 、DC/DC 變換器、不間斷電源(ups)、干電池、蓄電池、變壓器、充電器、互感器、整流器及電容、電感等部件的輸出特性進(jìn)行可靠、全面的測試。

2 .1 　恒定電流方式。此種狀態(tài)下的電子負(fù)載, 不論輸入電壓如何波動(dòng), 負(fù)載只吸收恒定的電流(可由人工自行設(shè)定)。此方式可用于測試電壓源及AC/DC 、DC/DC 變換器的負(fù)載調(diào)整率。負(fù)載調(diào)整率是電源在負(fù)載變動(dòng)情況下提供穩(wěn)定的輸出電壓的能力, 是電源輸出電壓偏差率的百分比, 并以下列公式來計(jì)算:

%負(fù)載調(diào)整率= V0(max)-V0(min)/V0(normal) ×100 %

2 .2 　恒定電阻方式。此種狀態(tài)下, 負(fù)載如純電阻, 吸收與電壓成線性正比的電流。此方式適用于測試電壓源, 電流源的啟動(dòng)與限流特性。

2 .3 　恒定電壓方式。此狀態(tài)下負(fù)載器吸收電流, 以使電壓保持恒定。此方式用于測試電流源,可模擬電池的端電壓, 也可用于測試電池充電器的性能。

2 .4 　動(dòng)態(tài)負(fù)載。動(dòng)態(tài)負(fù)載是指周期性的不同的兩種負(fù)載的交替切換。該方式可測試電源及其它轉(zhuǎn)換器的整體回路響應(yīng)。實(shí)際應(yīng)用中, 大多數(shù)負(fù)載都是變動(dòng)的, 如微機(jī)軟驅(qū)工作與不工作, 使AC/DC 的輸出經(jīng)常性的發(fā)生突變。

2 .5 　峰值系數(shù)負(fù)載。峰值系數(shù)是指波形的峰值與有效值(rms)的比率, 常用來說明交流電源在不失真情況下輸出峰值負(fù)載電流的能力。

大部分的電源輸入回路都包括一個(gè)整流器二級管和電容濾波器, 因而會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈動(dòng)的交流。

電子負(fù)載主要目的是模擬電流波形。

2 .6 　功率因素負(fù)載。大多數(shù)交流負(fù)載呈感性或容性, 功率因素

純電阻性負(fù)載的P .F .=1 。負(fù)載由純感性到純阻性再到純電容性, 電流與電壓相位差從-90°到0°再到+90°, 功率因素cos 則由0 到1 再到0 。

交流電子負(fù)載能夠模擬電感、電容或其它的功率因素cos 從0 到±1 的不同狀態(tài)負(fù)載型式。

2 .7 　負(fù)載短路。一般的AC 或DC 電源供應(yīng)器輸出端要求輸出阻抗低。當(dāng)輸出短路時(shí), 電源應(yīng)有相應(yīng)的保護(hù)措施, 如限制輸出電流等, 以防止電源燒毀。電子負(fù)載器的短路負(fù)載就是模擬輸出短路狀況, 不再需外加短路繼電器, 只通過一個(gè)功能按鍵便可實(shí)現(xiàn)。

三、電子負(fù)載的應(yīng)用     ate自動(dòng)化測試設(shè)備_ate電源自動(dòng)測試系統(tǒng)

3 .1 　電池充電器的測試?？沙潆婋姵胤烹姾笮栌贸潆娖鱽沓潆? 一個(gè)良好的充電器需提供穩(wěn)定的電流來充電, 并且充足電時(shí)能自動(dòng)停止充電, 符合以上特性的充電器才能確保最長的電池壽命。

電子負(fù)載可以模擬鎳鎘或鎳氫等電池的電壓及負(fù)載形式, 對充電器的充電性能進(jìn)行測試。

在充電的過程中, 當(dāng)電池的端電壓開始下降時(shí), 電池充電器應(yīng)立即停止充電, 對電池的過充會(huì)造成電池永久性的損壞。當(dāng)測試電池充電器時(shí), 可以使用真實(shí)的二次電池測試。然而這種方法需要非常冗長的過程, 以測試的觀點(diǎn)而言, 是不符合實(shí)際而且不合經(jīng)濟(jì)效益的。

當(dāng)使用電子負(fù)載時(shí), 可以設(shè)定為定電壓的工作模式, 并且設(shè)定需要的端電壓。舉例來說:測

試1 .2V 的二次電池可以設(shè)定端電壓從1 .0V 、1 .2V 、1 .44V 來測試電池充電器的電流調(diào)整率,然后設(shè)定為1 .40V 來測試電池充電器是否會(huì)停止充電(注:實(shí)際充電電池的輸出電壓可能不是1 .2V , 而是3 .6V 、4 .8V 、9 .6V 或其它1 .2V 的倍數(shù))。

3 .2 　電池放電測試。無論一次或二次(可充電)電池, 均可視為一個(gè)電壓源, 其儲(chǔ)存能量單位為mAH 或AH 。

在電子負(fù)載恒定電流模式下, 可測試電池的放電特性, 使電池一直以某一恒定電流放完

電, 而不論其電壓如何降低。另外, 可使用計(jì)算機(jī)通過RS -232接口監(jiān)視電池的電壓及電流。電子負(fù)載在程序設(shè)定下的恒定吸收功率(V · I)使電池放電, 此時(shí), 電子負(fù)載吸收電流隨負(fù)載電壓的降低自動(dòng)增加, 反之亦然。

3 .3 　電池充電測試。電子負(fù)載也可以用來測試二次電池的充電特性。一般含定電壓/ 定電流輸出的直流電源可用來對二次電池充電, 或使用沒有穩(wěn)壓限流的直流電源與直流電子負(fù)載串聯(lián)作為電流源對電池充電, 此時(shí), 充電電流是由電子負(fù)載定電流模式下的設(shè)定電流值所控制。