電子負(fù)載和電源相反，是通過(guò)控制內(nèi)部功率或晶體管的導(dǎo)通量，并依靠功率管的耗散功率消耗電能的設(shè)備。鼎陽(yáng)科技最新推出的SDL1000X / SDL1000X-E可編程直流電子負(fù)載配備了3.5英寸TFT-LCD顯示屏，擁有友好的人機(jī)交互界面和優(yōu)異的性能指標(biāo)，其輸入范圍可達(dá)DC 150V/30A 300W，同時(shí)提供標(biāo)準(zhǔn)SCPI通訊協(xié)議，方便組建智能化測(cè)試平臺(tái)，可應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)，例如電源行業(yè)、實(shí)驗(yàn)室通用測(cè)試、LED照明行業(yè)、汽車電子等多種領(lǐng)域。

電子負(fù)載的靜態(tài)操作模式有恒流模式（CC）、恒壓模式（CV）、恒阻模式（CR）、恒功率模式（CP）四種模式，針對(duì)不同的測(cè)試環(huán)境我們可以選擇不同的模式實(shí)現(xiàn)不同的功能。
 

1.用電子負(fù)載CC模式測(cè)試的優(yōu)勢(shì)

蓄電池和直流電壓源是現(xiàn)在常用的電源，廣泛應(yīng)用在手機(jī)、相機(jī)、小家電甚至汽車上。在蓄電池的生成測(cè)試環(huán)節(jié)，需要測(cè)試蓄電池的電池容量、循環(huán)壽命、充放電時(shí)間等參數(shù)，以保障產(chǎn)品的性能。而在這些測(cè)試過(guò)程中，往往需要讓蓄電池以指定的電流恒流放電。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)中，由于蓄電池放電會(huì)造成電池兩端的電壓不斷下降，如果要維持輸出恒定電流，我們就需要不斷地減小放電電阻。這很難通過(guò)人工的手動(dòng)操作來(lái)精確控制，但使用電子負(fù)載的恒流模式就可以完美解決這個(gè)問(wèn)題，既可以減少工人的工作量，也能提高測(cè)試的精度。同樣的測(cè)試中，在手動(dòng)測(cè)量電壓源時(shí)，我們常常需要調(diào)整負(fù)載電阻值，來(lái)實(shí)現(xiàn)不同電流電壓的輸出，十分繁瑣。利用直流電子負(fù)載的CC模式之后，可以簡(jiǎn)單地控制電流，就可以實(shí)現(xiàn)電壓源的電壓測(cè)試。
 

2.電子負(fù)載CC模式原理

恒流模式是電子負(fù)載讓輸出源持續(xù)輸出一個(gè)不受輸出源電壓影響的恒定電流，其工作原理如圖2所示。圖中UL是外加的負(fù)載電壓，IL是直流電子負(fù)載提供的負(fù)載電流，Eref是基準(zhǔn)電壓，RD是檢測(cè)電阻，由于負(fù)載電流IL＝Eref/RD，而電阻RD固定不變，所以負(fù)載電流IL只與基準(zhǔn)電壓Eref的大小有關(guān)而與負(fù)載電壓UL無(wú)關(guān)。負(fù)載電流IL流經(jīng)電阻RD得到的電壓作為誤差放大器A的一個(gè)信號(hào)，可變基準(zhǔn)電壓Eref作為誤差放大器A的另一個(gè)信號(hào)，改變基準(zhǔn)電壓Eref的值可通過(guò)誤差放大器A來(lái)控制流過(guò)功率晶體管Q上的負(fù)載電流的大小。若基準(zhǔn)電壓Eref保持在某一值上，則無(wú)論負(fù)載電壓UL如何變化，負(fù)載電流IL都維持在一個(gè)恒定的電流值。
 

3.電子負(fù)載CC模式在電池測(cè)試中的應(yīng)用

3.1鋰電池循環(huán)壽命測(cè)試方案

在電池生產(chǎn)中，電池的循環(huán)壽命是電池測(cè)試中的重要環(huán)節(jié)。以GJ-156192-2S1P 5000mAh聚合物鋰離子電池為例，電池容量：5000mAh；額定電壓：7.4V；充電上限電壓：8.74V；充電模式為恒流恒壓充電至8.4V（標(biāo)準(zhǔn)，0.2C）；放電模式為恒流恒壓放電至5.5V；為了測(cè)試電池的循環(huán)壽命，需以0.2C充電至8.4V再用0.2C放電至5.5V，當(dāng)放電電容電量降至初始容量的80%，則認(rèn)定整個(gè)過(guò)程的時(shí)長(zhǎng)為該電池的循環(huán)壽命。

為了實(shí)現(xiàn)此目的，我們需要的儀器為：SPD3000X系列可編程直流電源，SDL1000X電子負(fù)載和一臺(tái)PC。

測(cè)試的流程為：PC檢測(cè)電子負(fù)載所測(cè)量的電池?cái)?shù)據(jù)，對(duì)其分析電量是否達(dá)到8.4V；如達(dá)到8.4V，可直接控制電子負(fù)載進(jìn)行放電，如未達(dá)到，則控制SPD3000X對(duì)電池進(jìn)行充電，當(dāng)電子負(fù)載檢測(cè)到電池電壓降至5.5V時(shí)，停止放電，判斷電池放電容量：若大于80%，則PC控制電源為電池充電，充至8.4V后停止充電，再由電子負(fù)載繼續(xù)放電，直到檢測(cè)到放電電容量降至初始容量的80%，此測(cè)試結(jié)束，PC記錄測(cè)試的次數(shù)。

由此可全程由程序控制電池循環(huán)壽命測(cè)試。
 

3.1電池放電測(cè)試

為了測(cè)試電池的放電過(guò)程，我們使用一塊鋰電池和一臺(tái)SDL1030X直流負(fù)載來(lái)進(jìn)行測(cè)試。電池的輸出端連接到電子負(fù)載的輸入端，注意正負(fù)極的匹配。在電子負(fù)載一端我們選擇AUX，選擇Battery，進(jìn)去到我們的功能設(shè)置界面，選擇CC模式，選擇需要設(shè)置的恒定放電值，還可以選擇終止電壓、放電電容和放電時(shí)間等參數(shù)。由于測(cè)試電壓為鋰電池，所以設(shè)置截止電壓為鋰電池的一般最低工作電壓3V，結(jié)合電池的使用環(huán)境，設(shè)置恒流電流為0.1A。打開(kāi)電子負(fù)載，開(kāi)始電池容量測(cè)試。
 

測(cè)試開(kāi)始時(shí)，直流電子負(fù)載非常準(zhǔn)確地控制電流，實(shí)時(shí)記錄當(dāng)前損耗的電池容量。隨著電池電壓下降，電子負(fù)載及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行調(diào)整，穩(wěn)定電流在0.1A。在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，電壓下降到設(shè)置的3V以下，電子負(fù)載立刻停止了測(cè)試。通過(guò)電子負(fù)載的界面，我們可以查看電池的容量。在這次電池容量測(cè)試中，電池測(cè)試的容量為137mAh，放電時(shí)間為1小時(shí)22分。
 

4.直流電壓源恒壓模式負(fù)載調(diào)整率測(cè)試

額定輸入電壓的情況下，在滿載范圍內(nèi)改變輸出負(fù)載的大小，測(cè)試此時(shí)的輸出電壓相對(duì)于設(shè)定值的百分比。這反映了在改變負(fù)載的條件下，電路維持預(yù)定輸出電壓的能力。一般稱為負(fù)載調(diào)整率，公式如下：

4.1設(shè)備連接與測(cè)試

這次使用的設(shè)備是SPD3303X直流電源、SDM3055萬(wàn)用表和SDL1030X直流電子負(fù)載。

連接測(cè)試：測(cè)試環(huán)境為實(shí)驗(yàn)室，測(cè)試溫度為室溫。

SPD3303X使用220V AC供電，其輸出端接在電子負(fù)載的測(cè)試端子上，萬(wàn)用表的表筆接在電源輸出端子的正、負(fù)極。注意固定好萬(wàn)用表的表筆，否則會(huì)影響測(cè)試結(jié)果。

打開(kāi)各個(gè)設(shè)備的電源，電子負(fù)載設(shè)置為恒流模式，萬(wàn)用表設(shè)置為DCV檔位的自動(dòng)量程。（此次測(cè)試，只以SDP3303X 5V恒流輸出電壓作為測(cè)量實(shí)例，其他恒流檔位輸出可參考本次測(cè)試。）

在參數(shù)設(shè)置上，SPD3303X設(shè)置為5V/3.2A，打開(kāi)輸出，可以從萬(wàn)用表上讀取出此時(shí)電源空載時(shí)的輸出參數(shù)。接下來(lái)，依次設(shè)置電子負(fù)載為0.5A、1A、1.5A、2A、2.5A、3A、3.2A，然后依次記下萬(wàn)用表的讀數(shù)。
 

4.2測(cè)試結(jié)果

通過(guò)上面的測(cè)試，從萬(wàn)用表得到了以下數(shù)據(jù)：
 

利用測(cè)試得到的數(shù)據(jù)，我們可以根據(jù)前面的公式進(jìn)行計(jì)算：SDP3303X的恒壓模式負(fù)載調(diào)整率為0.0125%，符合產(chǎn)品規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)：0.01%+2mV。

5.結(jié)論
在以上的測(cè)試中，直流電子負(fù)載都發(fā)揮了巨大的作用，不但減少了以往手動(dòng)測(cè)試的低效，提高了測(cè)試的效率，改進(jìn)了測(cè)試的流程，也使得整個(gè)過(guò)程更為自動(dòng)化，方便測(cè)試與數(shù)據(jù)的管理，為現(xiàn)在的多元化電子測(cè)試提供了一個(gè)新的測(cè)試方法。

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