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）

直流电子负载电路图（一）

直流电子负载一般有三种工作模式，分别为恒压模式、恒流模式、恒阻模式。这三种工作方式均可由00P7和运放的连接来实现。以恒流模式为例，将00P7与MOS管以左图方式连接，通过0P07控制MOS管的导通量，即可获得稳定的电流值。其恒流值通过恒流信号的电压值与采样电阻阻值之比决定。

在该图中00P7采取巧v供电，当有恒流信号到来时，如果采样电阻上的电压小于恒流信号，即00P7的反相输人端电压小于同相输人端的电压，则0P07的输出加大，使得MOS管加大导通从而为采样电阻补流。若采样电阻上的电压大于恒流信号，即00P7的同相输人端电压小于反相输人端电压，则0P07减小输出，也就降低了采样电阻上的电流。在电路工作时，当检测电压在一定范围内变化时，恒流电源电路总能使电路维持恒定电流值上，从而实现恒流工作。其电流值由恒流信号与采样电阻的阻值决定，例如，当采样电阻为10几时，若想得到100mA的恒定电流值，只需恒流信号调整为10v即可。

在实际使用过程中，为了使可调的参数显得直观明了，可设定值更加方便，可以用单片机或其他程序芯片来实现输人-显示的任务。通过按键将设定的恒定值输人给处理芯片，将数据经过处理后通，一方面将数值通过现实设备显示出来，另一方面通过数模转换，将信号值输人给0P07，使整个系统工作。这样就使直流电子负载的恒定值可调，与此同时，也可以将采样电阻上的电流电压信号经过模数转换，同样显示出来，从而使整个系统显得更加直观。需要注意的是，为保证电路的安全工作，在实际使用过程中，应该对测试信号进行过压保护，防止测试信号过大对电路造成损害。另外如果系统的电流值较高时，对采样电阻的功率要求也要相对严格。

直流电子负载电路图（二）

电路主要模块包括四部分：控制电路，恒流电路，电压电流检测，输入、显示电路参数电路。

电路设计原理

指标要求能数字设定并且能控制电流输出，这就需要使用DAC转换及与DAC输出电压具有良好线性关系的恒流电路。使用12位的TLV5618 完成DA转换，若步进为1mA，范围按0~1000mA计算，要求DAC需要2000分度，必须选用1000分辨率以上的DAC才能满足要求。DACTLV5618的分辨率充分满足电流1mA 步进的要求。DAC的输出控制U5A 和Q3 将电压转换为相应的电流值。同时输出电流流经R20得到采样电压经U5B放大21倍后反馈给U5A，由此形成硬件闭环控制。该闭环控制最终导致TP3的电压与TP2电压相等，而TP3 的电压值即为R20 两端电压值经U5B 放大后的值。因而改变TP2电压值即可改变R20两端电压，从而控制流经RL 的电流值，故TP2 为电流设定值调整。图中U5B的放大倍数=UTP3/UR20=（R26+R29）/R29=21，也就是说当向DAC输入最大值4095 时，调整R14 使VTP2=4.2V，就可使RL 输出最大电流2000mA。在本电路中，采样电阻选用0.1Ω/10W 的电阻。其目的是为了避免采样电阻通过大电流时发热引起阻值变化，从而影响输出电流。本电路最终使用了4 个0.1Ω/10W的电阻两两并联后再串联接入电路，从而最大程度上减少温度对电阻阻值的影响。由于前端DC/DC转换电路产生的是正电压，因此选择LM258单电源运放。其供电电压范围0.3~32V，输入失调电压2~5mV，满足设计要求。扩流管使用VMOS 管IRFZ44N。

电压采样如设定精度为1mV，范围按0~18.000V计算，要求ADC需要精度需要18000分度必须选用32768分辨率以上的ADC才能满足系统要求。所以选用TI公司提供的16bitADC ADS1115.而AD采样则由TI公司生产的ADS1115芯片完成，通过与电子负载并联采样大电阻，将电压值进行一定比例的衰减。然后通过电压跟随器交给AD采样。

B 功率器件：

由于恒流源将输出较大电压，本作品将使用水泥电阻与MOS管共同承受功率。当电子负载两端电压值较小时，将利用并联的4个MOS管通过热效应消耗功率。由于MOS管导通电阻很小，可以很好的实现大电流输出。而当电压值大于10V时，单片机将输出高电平，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直流稳压电源输出18V时动作，输出高电平驱动蜂鸣器和LED灯进过行报警，然后使DA的输出值为零。通过软件在电压恢复到18V以下时将继续保持电流大小为输入值。

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，负载增加，输出降低，相反负载减少，输出升高。好的电源负载变化引起的输出变化减到最低，通常指标为3%~5%。本题方便负载调整率的测量，可以在被测直流稳压电源的输出端串接一个电阻RW，更换不同阻值的RW，即相当于改变被测电源的内阻。所串电阻越大，其负载调整率也会最大，反之会减小。可以改变被测电源的负载调整率。