浅谈电子负载及其在检测设备测试中应用

　　前言

　　随着电子市场的发展，其前景是毋庸置疑的，广义的电子测量是指利用电子技术进行的测量。非电量的测量属于广义电子测量的内容，可以通过传感器将非电量变换为电量后进行测量。狭义的电子测量是指对电子技术中各种电参量所进行的测量。 而与之相辅相生的电子测量仪表仪器设备也得以广泛应用

　　1电子负载概述

　　1.1电子负载的定义及其应用实例

　　电子负载的原理是控制内功率MOSFET或晶体管的导通量（量占空比大小），靠功率管的耗散功率消耗电能的设备，它能够准确检测出负载电压，调整负载电流，同时可以实现模拟负载短路，模拟负载是感性阻性和容性，容性负载电流上升时间。 一般开关电源电源的调试检测是不可缺少的。

　　电子负载的基本工作模式（CC/CV）是电子负载在电源产品的设计生产中扮演着很重要的角色，然而直到现在它似乎仍然披着神秘的面纱。下面的例子可以让你对电子负载有个初步的了解； 1.电子负载的恒流控制（中文名称：定电流模式； 英文名称：CC-Constant Current mode）……电路的实质是一个电流取样负反馈控制环路，晶体管Q1（2N3055）在这里既作为电流的控制器件同时也作为被测电源的负载。晶体管Q2（BC337）是Q1的推动管；电阻R1是电流－电压转换元件（I/V converter），落在R1上的电压降通过电压比较器IC1与基准源（Verf）比较，控制Q2,Q1的导通与截止，从而达到保持电流恒定的目的。 2.电子负载的恒电压控制（中文名称：定电压模式； 英文名称：CV-Constant Voltage mode）。电路原理见下图； 恒电压模式的电路原理与电流控制基本相同。

　　电子负载可以模拟真实环境中的负载（用电器）。它有恒流、恒阻、恒压和恒功率功能，以及短路，过流，动态等等，应该说所有的电源厂家都会有用，而且也必须有。电子负载分为直流电子负载和交流电子负载，由于电子负载的应用面问题，本文主要介绍直流电子负载。

　　电子负载的应用实例：

　　（1）液晶等电脑组件生产企业：可以使用电子负载实现其内部供电模块的测试以及老化；

　　（2）开关电源、LED厂家：一般的，电子负载可实现直流电源供应器的电源稳定性、负载稳定性、输出电压调整和瞬态特性等参数的测试。（对于多路输出的电源可以使用组合附在测试）；

　　（3）适配器/充电器厂家：测试电池适配器输出电压和电流的调整能力是很重要的，它将保证正确地对设备供电和对设备电池充电。可以使用CC和CR工作模式进行常规性能测试，可以使用OCP和SHORT等功能测试产品的保护动作测试。

　　1.2电子负载的市场状况

　　在电子制造和应用领域，无论是研发、生产，还是质检和维护都必然要用到一种仪器——电子负载。电子负载作为一种测量各种电源的仪器设备，市场的性比较强，纵观整个电子负载市场，竞争品牌虽然不是很多，但是也不是很少，并且各品牌都具有自己的特色，目前的主流品牌主要有：

　　电子负载发展到现阶段，技术已经十分先进，非常符合当前电子制造和应用市场的发展需求：它功能强大，可以自行自动测试、模拟测试和过载测试，同时还可以进行序列测试；它操作灵活，通过操作软件的完全图形化界面，更加方便了使用者进行各种数据分析；它集成方便，不但可以和高速数据采集设备构成自动测试系统，而且还可以对被检测设备提供全方位的保护。

　　1.3电子负载的功能

　　电子负载作为一种在电子制造领域广泛应用的测试设备，由于其强大的测试功能适用于各种电源、LED驱动、电池及充电器等领域中。

　　★智能化功能。电子负载的智能化功能可使得负载本身能够自动完成产品测试，并支持序列的动态测试，同时可连续、脉冲、翻转并且模拟任意波形动态带载。

　　★序列功能。在电子产品开发、生产线产品老化、质量检验等复杂应用环境里，电子负载自行编辑一个复杂的测试序列，以模拟负载输入端的各种变化和执行自动测试功能。特别是在针对电源产品的整体测试时，可将各种测试功能设置为一个序列，配合各种多种触发源进行灵活的自动测试。

　　★瞬态功能。此功能是指电子负载的模组在同一功能在两个不同值之间切换，可用来测试电源动态特性，并进行各种电源的全方位动态指标测试。

　　该功能操作可具有连续、翻转和脉冲三种模式，并可在主值和瞬态值之间迅速切换，同时可灵活设置恒电压、恒电流、恒电阻上升斜率和下降斜率。用户也可以通过该功能轻松更改变化斜率来模拟复杂的负载行为。

　　★模拟编程功能。当被测电源需要进行非规则动态带载（非梯形变化）时，可使用本功能实现更多的模拟带载情况。

　　★内部状态监视功能。在ATE测试系统、生产线、品质检测等方面，电子负载实现了基于多台电子负载的职能测试，并且监控实际测试结果，完成产品质量控制。用户可通过监视信号端子可实时监控电子负载的工作状态、监测实际值和负载显示值之间的差别以及动态吃载时变化执行状态。

　　★低电压操作功能。电子负载的低电压操作功能强大，可实现真正的零电压吃载和满电流吃载电压。

　　★保护功能。电子负载产品全硬件实现对内和对外保护，可在过电压、过电流、过功率、过温度、低电压和电压反向等方面进行全方位的有效保护。

　　2电子负载在设备测试中的应用

　　电子负载作为目前在电子制造和应用领域使用比较广泛的一种测试设备，现在则可通过实例来说明，如运用在太阳能组件热斑试验中，电子负载在组件的热斑测试中常被使用。

　　根据被测设备的输出特性来选择电子负载：电压，电流，功率和测试需求度。电子负载的模组在测试时只能够单独工作或者并联操作，串联对于模组来说是很危险的。所以理想的状态是所有要求均在单模组的量程范围内，其次是通过多模组并联能够实现的选型。也就是说，所选模组的电压时一定要符合测试要求。单个模组或者满装机框时的电流和功率总和要满足测试要求。

　　如：户外测试热斑组件电池片温差。将不遮光的组件放在户外，在不低700W·m-2的辐射源的照射下，测试其I-V特性和功率点的电流Imp。或使组件短路，让组件在稳定的、辐照度不低于700W·m-2的照射下，使用红外热照像仪，测定热的电池片，记录其温度。

　　费思科技的FT6600A系列多通道可编程直流电子负载具有恒流、恒压、恒阻和恒功率四种测试模式，一般情况下选取恒流测试模式，方便输入不同的组件工作电流。目的是用来测试该热斑效验电池片在不同的电流下，记录其发热情况，这样可方便制定太阳能光伏组件成品的出库对热斑温差的要求，同时也方便在室内测定组件的连续辐照度下的各种热斑情况。如：将组件放置在稳态模拟器中，辐射源为稳态太阳模拟器，辐照度设定为1000W·m-2，不均匀度不超过±2%，瞬时不稳定度在±5%以内，进行测试热斑。

　　FT6600A系列电子负载能为广大客户的节约成本并更方便的组成测试平台，同时还配备了一款具有虚拟仪器功能的功能性测试软件，通过该软件可以打印、生成图像、导出报表及保存数据，便于进行直观分析、记录和测试所生成的。所以很方便地生成该辐照度水平下的一系列图形。

　　3结束语

　　市面上的电子负载均有基本的四项功能：恒流、恒压、恒阻和恒功率（安捷伦没有恒功率）。在功能基本相同，度相差不大的情况下，怎么判断是否符合要求呢？CHROMA和博计的电子负载只有一套工作电路，就是恒流功能。其他功能是根据欧姆定律计算出来，虽然标称有其他功能，但是实际情况是只有恒流功能，通过调节电流来实现其他功能。这样节省了成本，却留下了其他功能工作低，工作的不稳定，在他们内部流传的一句话是，恒阻功能的误差没有上限。测试完成的情况，要看电源的质量，外部环境和运气了。而安捷伦电子负载的所有功能均有不同的电路实现，完够很好的完成所标称的所有极限指标，稳定带载。

　　随着科学技术的不断进步，并伴随着电子制造与应用领域的发展，人们对电子负载的各种性能要求也在不断的增加，同时也希望电子负载在电子领域对于提高其产品品质能够提供更多的帮助，这也就要求广大的电子负载制造商在其产品的功能方面需要不多的去提高，以满足广大使用者的需要。