[發明專利]一種恒流電子負載電路及其工作方法

有效

• 申請號: 201910294998.3
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN109975586B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 邵勇;徐亞濤;張富民
• 申請（專利權）人: 西安太乙電子有限公司
• 主分類號: G01R1/20
• 分類號: G01R1/20
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種恒流電子負載電路，其特征在于，包括電壓檢測電路(1)、MCU微控制器控制電路(3)、開關元件陣列(6)和電阻陣列(8)，電壓檢測電路(1)經12位的A/D轉換電路(2)與MCU微控制器控制電路(3)連接，MCU微控制器控制電路(3)依次經開關元件陣列(6)和電阻陣列(8)與電壓檢測電路(1)連接，MCU微控制器控制電路(3)能夠采集負載兩端的電壓并經MCU計算后和給定的恒流值比較，根據比較結果控制開關元件陣列(6)的狀態，改變電阻陣列(8)接入電阻的數量調節接入負載的總電阻值，實現實時恒流控制；

MCU微控制器控制電路(3)經過壓過流保護電路(5)與電阻陣列(8)連接，電阻陣列(8)由多個功率電阻和普通電阻并聯構成，用于實現負載的總電阻值；

開關元件陣列(6)由多組開關元件并聯構成，每組開關元件包括串聯連接的場效應管和電阻，根據MCU微控制器控制電路(3)采集的實時電壓確定場效應管的開關閉合狀態，實現電阻陣列接入負載的開關狀態，MCU微控制器控制電路(3)依次經光電隔離(9)和通訊接口電路(10)與顯示電路(11)連接，光電隔離(9)通過高速光耦隔離MCU微控制器控制電路和顯示電路之間的通訊信號，通訊接口電路(10)用于MCU微控制器控制電路和顯示電路之間的數據交換，MCU微控制器控制電路(3)還連接有按鍵設置電路(4)和監視器(7)，按鍵設置電路(4)用于對系統所需恒流電子負載的初始設置，MCU微控制器控制電路(3)根據初始設置匹配所需開關元件陣列的開關狀態，并經采集電壓反饋動態對電阻陣列進行管理，監視器(7)用于對MCU微控制器控制電路(3)進行監控；

所述恒流電子負載電路的工作方法具體為：

利用依次連接的MCU微控制器控制電路(3)、開關元件陣列(6)和電阻陣列(8)實現恒流電子負載，通過采樣負載兩端的電壓，反饋給MCU微控制器控制電路(3)，MCU微控制器控制電路(3)根據負載兩端電壓的變化，實時調節負載電阻的大小，達到電流的恒定，具體如下：

MCU微控制器控制電路(3)控制開關元件陣列(6)的n個開關元件，再由n個開關元件控制n個并聯的負載電阻，一個開關元件和一個電阻組成一個開關電阻單元；

當開關元件導通時，對應電阻被選中，第一個開關電阻單元的電阻值為A，任意兩相鄰電阻單元間的電阻值互為2倍關系，通過開關元件控制并聯電阻單元不同通道的導通控制電子負載的總電阻值；

控制開關元件的導通實現負載阻值的調整，通過給出相應開關元件的導通控制方式，保持電流恒定，電阻單元陣列中的最后一個電阻單元為總電阻的最小精度調節單元，當最后一個電阻單元導通后和其余路電阻并聯，并聯前后總電阻值之差即為該電路的最小調節阻值；

并聯電阻單元的最小調節阻值h為：

其中，B為開關電阻單元中從第b路開始導通算起的該路電阻值，負載電阻的取值范圍為到2^n-1A，總電阻值的變化范圍為到B，并聯電阻單元對應的電流調整率為：