電子負(fù)載對(duì)于電路的調(diào)試時(shí)不可或缺的。通常，都是使用電阻來(lái)對(duì)電子負(fù)載進(jìn)行代替，雖然可行，但是卻存在著較明顯的缺點(diǎn)。造成電阻替代電子負(fù)載的主要原因是，專用的電子負(fù)載價(jià)格較高，對(duì)于新手或者作為生產(chǎn)使用來(lái)說(shuō)成本上是不劃算的。其實(shí)我們不必花費(fèi)多余的財(cái)力，就可以自己制作一個(gè)簡(jiǎn)易的電子負(fù)載，以便用來(lái)測(cè)試電源。

 

設(shè)計(jì)當(dāng)中經(jīng)常出現(xiàn)的電子負(fù)載有如下幾種模式：恒流模式、恒壓模式、階躍模式。恒流電子負(fù)載一般用于恒壓輸出的電源;恒壓電子負(fù)載一般用于恒流輸出的電源;階躍負(fù)載一般用于測(cè)量電路的瞬態(tài)響應(yīng)，測(cè)量過(guò)沖與欠沖。由于大多數(shù)的電源都是恒壓電源，或者是恒壓限流電源。最常用的也莫過(guò)于恒流電子負(fù)載。后文將介紹一種簡(jiǎn)易的恒流電子負(fù)載的設(shè)計(jì)全過(guò)程。

 

 

采用電阻作為負(fù)載的缺點(diǎn)：

 

1、電阻作為負(fù)載要把電能轉(zhuǎn)換為熱能，本身會(huì)發(fā)熱，產(chǎn)生很高的溫度，可能會(huì)導(dǎo)致人員燙傷，或者是物體燒毀。

 

2、過(guò)高的溫度會(huì)使電阻本身的阻值發(fā)生變化，而且通常還是非線性的變化，一般來(lái)說(shuō)是溫度越高，阻值越大。這個(gè)阻值的變化，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。

 

3、電阻負(fù)載一般是水泥電阻或者繞線電阻，自身體積大、笨重，工作時(shí)要遠(yuǎn)離人員與物體，造成大量麻煩。

 

4、電阻器本身阻值固定，不可以隨意調(diào)節(jié)，需要多個(gè)電阻串并聯(lián)實(shí)現(xiàn)不同的阻值。

這是全部完成的成品，已經(jīng)使用的很長(zhǎng)時(shí)間，效果非常棒。

 

這個(gè)DIY的簡(jiǎn)易電子負(fù)載使用了一個(gè)電位器調(diào)節(jié)恒流電流，恒流電流是可調(diào)的。電路比較簡(jiǎn)陋，一共不到20個(gè)元件。

圖1 原理圖

 

IN端子為負(fù)載的接口，由于是恒流負(fù)載，所以電源一般都是恒壓電源。為了防止燒壞風(fēng)扇與運(yùn)放，這里加入7805作為穩(wěn)壓輸出，為運(yùn)放和風(fēng)扇提供低壓工作電壓。

 

FAN端子接入風(fēng)扇，推薦使用舊電腦里面的CPU風(fēng)扇，順帶CPU散熱器。實(shí)測(cè)采用65W的舊CPU散熱器，在MOSFET耗散功率40W，30度室溫連續(xù)工作3小時(shí)情況下，溫升僅為10度以下。

 

LM358只是用了其中的一個(gè)運(yùn)放，另一個(gè)沒有用到的管腳全部懸空，當(dāng)然如果加上一個(gè)電平防止輸出紊亂，那會(huì)更好的。

 

這里的IRF540N是負(fù)載功率管，也可以換為其他型號(hào)的MOSFET，一直工作在恒流區(qū)。這個(gè)MOSFET主要限定了耗散功率，輸入電壓，以及恒流電流。另外輸入電壓還受到7805的限制。如果需要做功率更大的，或者是電流、電壓更高的，可以通過(guò)修改這幾個(gè)元件的參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

 

控制回路是恒流工作+5A限流保護(hù)。

 

5A限流保護(hù)：R1、R2是采樣電阻，采用了0.22歐姆的5W水泥電阻。當(dāng)流過(guò)MOSFET的電流超過(guò)5A，R1、R2兩端電壓將會(huì)超過(guò)0.6V，Q2將導(dǎo)通，將MOSFET的G極拉低，從而完成了5A限流保護(hù)。

 

恒流反饋：U2B組成的電路不是比較器，而是一個(gè)同相比例運(yùn)算電路，放大倍數(shù)由VR進(jìn)行調(diào)節(jié)。Vo=(1+VR/R3)*VFB。Q3三極管不是工作在開關(guān)狀態(tài)，而是工作在放大狀態(tài)。假如VR調(diào)整好了，當(dāng)MOSFET電流Iq1增加時(shí) -> VFB增大 -> 運(yùn)放輸出增大 -> Q3的基極電流增大 -> Q3的集電極電流增大 -> Q3的集電極電壓減小-> MOSFET的GS電壓減小 -> MOSFET的電流減小。從而形成一個(gè)負(fù)反饋的調(diào)節(jié)過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)恒流。

 

圖2

 

需要準(zhǔn)備的材料：廢舊臺(tái)式電腦上的散熱器、風(fēng)扇。

圖3

 

把板子焊接完畢，如圖3所示。

圖4

 

然后把IRF540N的三個(gè)管腳使用三根線焊接出來(lái)，注意套上熱縮管或者玻纖管絕緣。

圖5

 

把IRF540N的鐵帽處涂導(dǎo)熱硅脂，按在CPU散熱器的中間的平面上，然后周糊上704硅橡膠，然后通過(guò)四個(gè)螺絲釘，連同風(fēng)扇一起固定在一個(gè)板子上。這樣散熱器就妥妥的固定好。最后把控制板和散熱器固定在一起，一個(gè)恒流電子負(fù)載就OK了。

 

這樣，一個(gè)簡(jiǎn)易的電子負(fù)載就完成了。制作過(guò)程簡(jiǎn)單，用料少，總共使用了不到20個(gè)元件。并且還能通過(guò)修改參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的功率和電流大小。大家可以參照文中的原理圖和制作過(guò)程來(lái)試一試，不僅節(jié)省了實(shí)驗(yàn)成本還增長(zhǎng)了姿勢(shì)。