電子負(fù)載

電子負(fù)載可以模擬真實(shí)環(huán)境中的負(fù)載(用電器)。它有恒流、恒阻、恒壓和恒功率功能。電子負(fù)載分為直流電子負(fù)載和交流電子負(fù)載，由于電子負(fù)載的應(yīng)用面問題，本文主要介紹直流電子負(fù)載。

電子負(fù)載一般分為單體電子負(fù)載和多體電子負(fù)載，此劃分針對(duì)用戶需求，待測(cè)物單一或需多個(gè)同時(shí)測(cè)試而定。我們就以具有代表性的多體電子負(fù)載為例來說明，選取了各個(gè)廠商的代表性產(chǎn)品:安捷倫N3300A系列，CHROMA63100系列，博計(jì)3310D系列和艾德克斯IT8700系列為例針對(duì)電子負(fù)載的選型加以說明。

可編程電源-電子負(fù)載可以模擬真實(shí)環(huán)境中的負(fù)載(用電器)，一般對(duì)電源要求比較嚴(yán)格的廠家都會(huì)用電子負(fù)載來檢測(cè)電源的好壞。它有好多功能，可以調(diào)節(jié)負(fù)載大小，以及短路，過流，動(dòng)態(tài)等等，應(yīng)該說所有的電源廠家都會(huì)有用，而且也必須有。

電壓，電流和功率的選擇

根據(jù)被測(cè)設(shè)備的輸出特性來選擇電子負(fù)載:電壓，電流，功率和測(cè)試需求精確度。電子負(fù)載的模組在測(cè)試時(shí)只能夠單獨(dú)工作或者并聯(lián)操作，串聯(lián)對(duì)于模組來說是很危險(xiǎn)的。所以最理想的狀態(tài)是所有要求均在單模組的量程范圍內(nèi)，其次是通過多模組并聯(lián)能夠?qū)崿F(xiàn)的選型。也就是說，所選模組的電壓時(shí)一定要符合測(cè)試要求。單個(gè)模組或者滿裝機(jī)框時(shí)的電流和功率總和要滿足測(cè)試要求。

精確度和分辨率的選擇

精確度和分辨率是電子負(fù)載的一個(gè)重要的參數(shù)指標(biāo)。

電子負(fù)載的精確度不同表示方法的意義。

1%+2d 1%的測(cè)量值+最小顯示值的2倍

1%+2%FS: 1%的測(cè)量值+1%的滿量程

1%OF: 1%的(滿量程+測(cè)量值)

可編程電源-電子負(fù)載功能選擇

基本功能選擇

市面上的電子負(fù)載均有基本的四項(xiàng)功能:恒流、恒壓、恒阻和恒功率(安捷倫沒有恒功率)。在功能基本相同，精確度相差不大的情況下，怎么判斷是否符合要求呢?CHROMA和博計(jì)的電子負(fù)載只有一套工作電路，就是恒流功能。其他功能是根據(jù)歐姆定律計(jì)算出來，雖然標(biāo)稱有其他功能，但是實(shí)際情況是只有恒流功能，通過調(diào)節(jié)電流來實(shí)現(xiàn)其他功能。這樣節(jié)省了成本，卻留下了其他功能工作精度低，工作的不穩(wěn)定,在他們內(nèi)部流傳的一句話是，恒阻功能的誤差沒有上限。測(cè)試完成的情況，要看電源的質(zhì)量，外部環(huán)境和運(yùn)氣了。而安捷倫電子負(fù)載的所有功能均有不同的電路實(shí)現(xiàn)，完全能夠很好的完成所標(biāo)稱的所有極限指標(biāo)，穩(wěn)定帶載。

如果只是用到恒流功能，對(duì)其他功能要求不多的情況下，可以選用合適的，符合精確度的電子負(fù)載。如果對(duì)其他功能要求能夠穩(wěn)定的帶載，就要考慮這個(gè)問題了。

動(dòng)態(tài)帶載

動(dòng)態(tài)帶載，就是電子負(fù)載做模擬的變化帶載，也叫瞬態(tài)。幾個(gè)重要的參數(shù):

變化斜率:籠統(tǒng)的說是電子負(fù)載可以完成的變化速度，精確地說是電子負(fù)載變化時(shí)，從變化量的10%~90%的變化速率。恒流狀態(tài)下的單位是A/mS，A/uS。

響應(yīng)時(shí)間:電子負(fù)載可以完成變化的最小時(shí)間。單位uS。

電子負(fù)載的動(dòng)態(tài)(瞬態(tài))頻率分為兩種:

動(dòng)態(tài)頻率(只包含一個(gè)上升沿或者一個(gè)下降沿，或者說單位時(shí)間變化的次數(shù))，瞬態(tài)頻率(一個(gè)周期包含上升沿+下降沿)。

一個(gè)電子負(fù)載是否做的貨真價(jià)實(shí)，就要看電子負(fù)載的變化帶載完成的情況了。如果是硬件實(shí)現(xiàn)的功能，就可以用示波器測(cè)試電流輸出監(jiān)視端口，查看波形是否完好。如果出現(xiàn)毛刺或者信噪比很大的情況下，那么此功能僅僅是由軟件計(jì)算，而不是硬件實(shí)現(xiàn)的。

軟件實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)帶載時(shí)無法完美的執(zhí)行電子負(fù)載所設(shè)定的變化。但是如果要求不高，可忽略這種現(xiàn)象造成的影響。

模擬帶載(外部編程輸入)

本功能是為了實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的電子負(fù)載帶載變化情況而設(shè)定的功能。動(dòng)態(tài)帶載是模擬一個(gè)梯形波變化的帶載功能，而本功能大大擴(kuò)充了電子負(fù)載所能執(zhí)行的變化方式。只要信號(hào)發(fā)生器能夠發(fā)生的電壓在10V一下的波形信號(hào)，電子負(fù)載均能模擬。擁有此功能的電子負(fù)載有，安捷倫和博計(jì)。其中博計(jì)是不建議客戶使用此功能。

序列功能

序列功能是指把很多定態(tài)設(shè)置按時(shí)間順序排列組合成一個(gè)測(cè)量過程?？梢酝瓿梢粋€(gè)產(chǎn)品的整個(gè)質(zhì)量參數(shù)的測(cè)量，本功能大大簡(jiǎn)化了繁瑣的設(shè)置，減輕了測(cè)試工作量。配合存儲(chǔ)設(shè)置和調(diào)用功能，更是大大簡(jiǎn)化了操作。序列的可設(shè)置步驟跟據(jù)品牌不同而不同。

如果還需要電子負(fù)載的其他功能，請(qǐng)參看需求選擇擁有這個(gè)功能的電子負(fù)載。比如

同步功能:可以同時(shí)操作多個(gè)模組的工作狀態(tài)。

聯(lián)機(jī)接口:GPIB,RS232,LAN,USB，選擇適合的。

組裝ATE測(cè)試系統(tǒng):考慮接線柱連接其他設(shè)備的方便性，考慮命令的標(biāo)準(zhǔn)性等等。

過流，過功率測(cè)試。OCP,OPP。在產(chǎn)品需要的時(shí)候選擇此功能，適用于研發(fā)等。

總言:電子負(fù)載的種類是多種多樣的，選擇適合的電子負(fù)載是電源類研發(fā)或者生產(chǎn)中一個(gè)重要的方面。在可以接受的成本下，選擇更好更方便的電子負(fù)載是提高效率，保證質(zhì)量的前提。

可靠品牌:(排名不分先后)

美國(guó) 安捷倫、臺(tái)灣chroma(中茂)、臺(tái)灣博計(jì)、臺(tái)灣艾德克斯(ITECH)中國(guó)費(fèi)思(Faith)

電子負(fù)載應(yīng)該有完善的保護(hù)功能。保護(hù)功能分為對(duì)內(nèi)(電子負(fù)載)保護(hù)功能和對(duì)外(被測(cè)設(shè)備)保護(hù)功能。對(duì)內(nèi)保護(hù)有:過壓保護(hù)，過流保護(hù)，過功率保護(hù)，電壓反向和過溫保護(hù)。對(duì)外保護(hù)有:過流保護(hù)，過功率保護(hù)，吃載電壓和低電壓保護(hù)。選擇電子負(fù)載應(yīng)該選擇是擁有真保護(hù)功能的電子負(fù)載。如果功能是由硬件實(shí)現(xiàn)的，保護(hù)速度會(huì)很快。如果是由軟件實(shí)現(xiàn)，速度有滯后性，并且模組死機(jī)的話將會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。

由于電子負(fù)載的特殊性能(提供強(qiáng)大的測(cè)試環(huán)境，以滿足不同的外界需求)，故在電子儀器儀表中占有很大的一片市場(chǎng)主要適用于各種電源、電池、適配器及需要電子負(fù)載測(cè)試場(chǎng)合。

容性負(fù)載:和電源相比，負(fù)載電流超前負(fù)載電壓一個(gè)相位差，此時(shí)負(fù)載為容性負(fù)載(如補(bǔ)償電容負(fù)載)。

電路中類似電容的負(fù)載，可以使電流超前電壓降低電路功率因數(shù)。

一般把負(fù)載帶電容參數(shù)的負(fù)載，即符合電壓滯后電流特性的負(fù)載成為容性負(fù)載。充放電時(shí)，電壓不能突變。其對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)為負(fù)值。對(duì)應(yīng)的感性負(fù)載的功率因數(shù)為正值。

在高頻領(lǐng)域，是指負(fù)載虛部為負(fù)值的負(fù)載。

一般電源控制類產(chǎn)品，所給出的負(fù)載，如未加說明則是給出的是視在功率;即總?cè)萘抗β?它既包括有功功率，也包括無功功率; 而一般感性負(fù)載說明中給出的往往是有功功率的大小，例如熒光燈，標(biāo)注為15~40瓦的熒光燈，鎮(zhèn)流器消耗功率約為8瓦，實(shí)際在考慮用定時(shí)器，感應(yīng)開關(guān)在控制它時(shí)，則要加上這8瓦;

具體不同的產(chǎn)品感性部分，即無功功率的大小，可以通過其給出的功率因數(shù)來計(jì)算。

混聯(lián)電路中容抗比感抗大,電路呈容性反之為感性。

通常的用電器中并沒有純感性負(fù)載和純?nèi)菪载?fù)載。因?yàn)檫@兩種負(fù)載不做有用功。

只有在補(bǔ)償電路中才使用純感性負(fù)載或純?nèi)菪载?fù)載。又因?yàn)榻^大多數(shù)負(fù)載除阻性外，多數(shù)為感性負(fù)載，因此補(bǔ)償?shù)臅r(shí)候多數(shù)就用電容來補(bǔ)償，所以，純?nèi)菪载?fù)載用得比純感性負(fù)載多。如電動(dòng)機(jī)，變壓器等等，通常為感性負(fù)載。部分日光燈為容性負(fù)載。

純感性負(fù)載就是一組電感。通常用來補(bǔ)償電路中的容性電流。

在電路中帶線圈的用電設(shè)備，其線圈部分即為純感性負(fù)載。如電動(dòng)機(jī)、變壓器、電風(fēng)扇、日光燈鎮(zhèn)流器等。

純感性負(fù)載的電流是不能突變。感性負(fù)載應(yīng)用廣泛。在電路中帶電容的用電設(shè)備，其電容部分即為純?nèi)菪载?fù)載。如補(bǔ)償電容等。

純感性負(fù)載 的電流不能突變。從理論上講:純電阻電路、純電容電路、純電感電路是不存在的。

電阻負(fù)載在作功時(shí)也會(huì)有電感、電容性負(fù)載存在。例如:導(dǎo)線間會(huì)存在線路間的電容，導(dǎo)線間和對(duì)地間存在電感，期間感性負(fù)載通常大于容性負(fù)載。電力電容在作功時(shí)也會(huì)發(fā)熱，即電阻性作功。電感亦如此。元件的阻抗是頻率的函數(shù)。在全頻率范圍內(nèi)純電阻電路、純電容電路、純電感電路是不存在的。

理論上只有可能在某一個(gè)頻率存在.實(shí)際中應(yīng)該做不到。

一、 諧波:我國(guó)電網(wǎng)的頻率為50Hz，凡是高于50Hz的頻率的波都稱為諧波。諧波是以倍加形式產(chǎn)生，也就是說頻率為50的倍數(shù):100、150、200……，凡是高于50Hz的波稱為高諧波。

二、 負(fù)載:指消耗電能的裝置，把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能、熱能、光能等。負(fù)載就是指用電器，例如:燈光、燈管、電爐、電機(jī)、冰箱、空調(diào)等。

三、 輕載:輕載主要是指電機(jī)所帶動(dòng)的設(shè)備比較輕，沒有達(dá)到其設(shè)計(jì)的額定功率，就是實(shí)際載荷小于設(shè)計(jì)載荷。

四、 變載:變載是指電機(jī)在運(yùn)行過程中，所帶動(dòng)的載荷在不斷的發(fā)生變化，有時(shí)重，有時(shí)輕，反應(yīng)到電機(jī)上為有時(shí)輸出的功率大，有時(shí)小。在電壓一定的情況下，電流隨負(fù)載變化而變化。例如:鍔式破碎機(jī)、各種壓力機(jī)、沖壓機(jī)床、抽油機(jī)、壓縮機(jī)、油壓機(jī)、電動(dòng)衣車等。

五、 恒載:恒載也稱為固定負(fù)載，就是電機(jī)在運(yùn)行過程中，負(fù)荷基本不變，電機(jī)的輸出功率和電流基本是一個(gè)恒定的值。輕載可能是恒載。

六、 超載運(yùn)行:超載運(yùn)行是指電機(jī)處在一種超過本身載荷能力的運(yùn)行。比如說一個(gè)55KW的電機(jī)額定電流為110A，而在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中電流超過110A，就是超載運(yùn)行，長(zhǎng)期處于超載運(yùn)行的設(shè)備會(huì)受到損壞，減少其使用壽命。

七、 負(fù)載率:負(fù)載率是實(shí)際工作電流與額定電流的比值。負(fù)載率=實(shí)際工作電流÷額定電流×100%

八、 電機(jī)額定功率與額定電流的關(guān)系:一般講，電機(jī)的額定電流是額定功率的2倍。例 如:一個(gè)37KW的電機(jī)，它的額定電流大約是37*2=74A，一個(gè)100KW的電機(jī)，它的額定電流大約是100*2=200A

九、 感性負(fù)載、阻性負(fù)載:對(duì)于燈具來講，靠氣體導(dǎo)通發(fā)光的燈具就是感性負(fù)載，靠電阻絲發(fā)光的屬于阻性負(fù)載，感性負(fù)載如:日光燈、高壓鈉燈、汞燈、金屬鹵化物燈等。阻性負(fù)載如:碘鎢燈、白熾燈、電阻爐、烤箱、電熱水器、熱油汀等。電機(jī)也屬于感性負(fù)載。

十、 幾種常用燈光的實(shí)際工作電流:(在電網(wǎng)電壓220V情況下)

1、400W高壓鈉燈單只燈，工作電流為3.1~3.3A。

2、250W高壓鈉燈單只燈，工作電流為2.0~2.3A。

3、400W金屬鹵化物燈單只燈，工作電流為2.0~2.2A。

4、250W金屬鹵化物燈單只燈，工作電流為1.4~1.6A。

5、電感式鎮(zhèn)流器40W日光燈單只燈，工作電流為0.28~0.30A。

6、電子式鎮(zhèn)流器40W日光燈單只燈，工作電流為0.14~0.16A。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知，燈光耗電除燈光本身外，鎮(zhèn)流器也消耗電能。

十一、在燈光電路中，如果全部采用電抗式鎮(zhèn)流器，裝上節(jié)電器后，電流會(huì)下降30%，但電子式日光燈電流基本無下降，線路中裝有補(bǔ)償裝置，電流下降也比較少。

電子負(fù)載機(jī)包括:與被測(cè)電源的備用電壓輸出電路連接的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路;分別與被測(cè)電源的備用電壓輸出電路和基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路連接的比較電壓調(diào)節(jié)電路;分別與被測(cè)電源的備用電壓輸出電路和比較電壓調(diào)節(jié)電路連接的放大電路;分別與放大電路和比較電壓調(diào)節(jié)電路連接的反饋電路。

電子負(fù)載突出應(yīng)用

1、新引進(jìn)電池的工程驗(yàn)收 。

2、蓄電池的日常維護(hù)測(cè)試。按照維護(hù)規(guī)程對(duì)已投入使用的電池進(jìn)行定期的核對(duì)性放電試驗(yàn)及深度放電試驗(yàn)。

3、通過放電100%精確測(cè)量出蓄電池組的容量。

4、取代傳統(tǒng)人工不準(zhǔn)確的、不安全的測(cè)試方法，保證電池、通信機(jī)房、工作人員的安全。

BDCT-2230產(chǎn)品特點(diǎn)

1、LCD背光顯示

2、可設(shè)定恒電流放電值(無段式):1-300A連續(xù)可調(diào)。

3、可設(shè)定蓄電池組放電終止電壓:連續(xù)可調(diào)，數(shù)字面板輸入。

4、可設(shè)定累計(jì)放電容量(AH值)

5、所有高效能電熱元件均符合UL安全規(guī)格

6、完全采用高效能電熱元件，無任何電熱絲，即使風(fēng)扇故障也不會(huì)產(chǎn)生紅熱危險(xiǎn)

7、可多部并聯(lián)放電，以適應(yīng)大電流放電的場(chǎng)合

8、可與蓄電池組在線容量監(jiān)測(cè)設(shè)備(BCSU)連線作業(yè)，有報(bào)警自動(dòng)停止放電

9、中文視窗界面顯示，操作簡(jiǎn)單

10、與PC機(jī)連線，采用WINDOWS的作業(yè)環(huán)境，易于操作，且可同時(shí)顯示蓄電池組恒流放電容量測(cè)試設(shè)備(BDCT)與蓄電池組在線容量監(jiān)測(cè)設(shè)備(BCSU)的曲線圖

11、采用特殊大電流夾頭，不必拆開電池的接頭，即可直接夾住測(cè)試，簡(jiǎn)單又方便

12、帶有RS232、RS485、USB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存接口。

13、主機(jī)內(nèi)置存儲(chǔ)器，可用U盤讀取存儲(chǔ)紀(jì)錄，無須攜帶電腦，單機(jī)即可工作;日后用電腦打印報(bào)告即可。

14、帶有電壓電流校準(zhǔn)修正功能，可隨時(shí)對(duì)儀表的測(cè)量值進(jìn)行校準(zhǔn)修正，保證測(cè)量精度。

15、帶有正負(fù)電纜線防反接功能，避免正負(fù)級(jí)接反引起短路。

16、帶有掉電保存功能。掉電后所有測(cè)試數(shù)據(jù)不丟失，加電后繼續(xù)工作，防止意外掉電影響取得完整的測(cè)試結(jié)果

17、帶有數(shù)據(jù)分析打印軟件，分析打印放電曲線，放電容量，自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告。

電子負(fù)載的分類:直流電子負(fù)載、交流電子負(fù)載!