专利名称：定电流定阻抗型电子负载装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种使用于电源装置负载试验的电子负载装置。
使用在各种电源装置中负载特性试验的电子负载装置的控制方式种类方面，其中一种是所谓的定电流模式，其与外加电压无关而可将由电源装置流入或流出的电流量控制在所设定的电流值，第二种是所谓的定阻抗模式，其与外加电压无关而可设定电流量于对应的电阻值，另有一种技术是有关被测试对象电源装置启动时的负载特性试验，如特开平5-99968号专利前所揭露，其设置有定电流控制用的电流控制用放大电路与缓冲放大器(buffer amplifier)电路，当启动时缓冲放大器电路优先动作，在一定时间后，电流控制放大电路才动作，将启动时的电流的微分变化量与电压的微分变化量利用电脑的演算判断，判别定阻抗模式与定电流模式的切换。
但是，像如此在一预定时间将电子负载装置的控制模式切换成定阻抗模式与定电流模式的方法中，如果测试电源是属多输出型的场合，测试电源的每一个电压输出所连接的电子负载装置模式的切换时间必须每次经过繁杂的设定、且由于测试电源的负载输出响应特性而必需等待一定的等待时间，如此会导致试验时间增加的问题。另外，利用所谓A/D转换器(converter)与微电脑(micro computer)的电流、电压的微分化量的演算判定方式的电子负载装置的模式切换方式，会有A/D转换器的资料收集时间间隔与测试电源的过度响应特性之间的取样(sampling)间隔的不适当而产生不正常的模式切换所产生的负载电流的寻线(hunting)等的问题，为了避免发生此类问题，虽可利用微电脑进行各种程序处理，但其结果会导致测试电源的负载特性试验时间增加的问题。
本发明的目的在于切换测试电源在启动时的电子负载装置的控制模式时，并不是用前述一般以测试电源的启动的时间来切换或是以A/D转换器来检测电流、电压的变化量，而是在测试电源于启动、停止时的负载模式切换时，将负载电流变动除去，并且一方面利用自动对应测试电源的启动负载特性，一方面保持负载电流的连续性，进行电子负载装置模式的切换，提供迅速且可进行高精度的测试电源的负载特性试验的电子负载装置。
为实现上述的目的，本发明一种定电流定阻抗型电子负载装置，用于各种电源装置的负载试验的电子负载装置测试中，用以控制该电源装置启动时的定阻抗模式或是定电流模式的测试模组切换控制动作，其特征在于包括有一定阻抗模式控制电路及一定电流模式控制电路，通过个别的模式的控制电路来维持负载电流值及维持与测试电源输出电压的比例关系，且利用检测测试电源输出电压进行负载模式的自动切换，消除负载模式切换时的负载电流变动，可平滑地控制测试电源启动时的负载特性试验。
本发明在电子负载装置上设置测试电源电压输出的检测与负载模式切换电压判定技术，利用此负载模式的切换电压判定，与自动切换定阻抗负载模式与定电流负载模式的类比开关的切换方式，利用两负载模式的负载电流与测试电源的输出电压保持比例关系，可一方面产生只依存于测试电源输出电压的负载电流，一方面可进行平顺的负载模式的自动切换。
图1是本发明的实施例电路图。
以下将本发明的实施例由图1来说明。于图1中，其主要包括有一定阻抗模式控制电路及一定电流模式控制电路。测试电源的电压输出V4的输出电流I4是以电流检测电阻R1两端的电位差利用负载电流检测放大器A2予以放大，再以负回授(Negative Feedback，NFB)将控制电压VA2送到电子负载控制用放大器A1的一输入端。该控制用放大器A1是一具有极高放大倍率的负回授放大器，其能将负载标准电压V14与负回授控制电压VA2相等时的电压输出至负载电流控制元件Q1。图1中所示的负载电流控制元件Q1虽是表示金属氧化物半导体场效晶体管(Metal Oxide SemiconductorField Effect Transistor，MOSFET)，但使用双极晶体管(BipolarTransistor)与电场感应晶体管(Elecctric Field Inductive Transistor)等亦能达到相同的功能。
图1的负载电感L1是表示测试电源与电子负载装置间的连接电缆线(Cable)所存在的等效负载电感(Inductance)。图1的A3是将电子负载装置的输出电压乘以比例系数K3电压输出的测试电源输出电压检测用放大器。V2是表示在定阻抗模式设定动作的电压。V3是表示负载模式切换电压设定用的电压，此电压经负载切换用比较器(Comparator)A4与测试电源输出电压检测用放大器A3的输出电压比较之后，再经过缓冲器B1、B2控制类比开关S1、S2的动作。这里B1是表示反相缓冲器(Invert Buffer)。
类比开关S1是当测试电源输出电压检测用放大器A3的输出电压比负载模式切换电压V3低的时候，呈导通的状态，而类比开关S2是当测试电源输出电压检测用放大器A3的输出电压比负载模式的切换电压V3高的时候，呈导通的状态。故，当测试电源输出电压检测用放大器A3的输出电压比负载模式切换电压V3低的时候，负载标准电压V14连接V13的电压，当测试电源输出电压检测用放大器A3的输出电压比负载模式切换电压V3高的时候，负载标准电压V14连接V15的电压。这里的V13的电压是由测试电源输出电压检测用放大器A3的输出电压与定阻抗设定用电压的积乘以类比乘法器X5的比例系数K5后的输出电压，V15的电压是定电流设定用电压V1。
因此，在定电流模式下，测试电源V4的负载电流I4是受到定电流设定用电压V1与电流检测用电阻R1两端电位差、以及放大器A2的放大分倍率K2所控制，即I4×R1×K2＝V1 式(1)由式(1)可得到负载电流I4的值为I4＝V1/(R1×K2)式(2)在定阻抗模式时，如定阻抗设定用电源V2的输出是受到测试电源V4的输出电压检测用放大器A3的放大系数K3所放大的电压、以及由类比乘法器X5的比例系数K5所放大的电压输出的话，则测试电源V4的负载电流I4会受到电流检测用电阻R1两端电位差、放大器A2的放大系数K2所放大的电压所控制，因此可表示为
V4×K3×V2×K5＝I4×R1×K2 式(3)由式(3)，可得到I4的值为I4＝(V4×K3×V2×K5)/(R1×K2) 式(4)在此，在测试电源的输出电压V4在电源启动时从0V开始慢慢上升时，定阻抗的负载电流I4亦与输出电压V4成比例缓缓上升。此时负载模式切换电压设定用电压V3如能事前设定在所定的电压的话，则测试电源的输出电压V4在经过输出电压检测用放大器A3的放大系数K3放大后的电压，会与该电压V3经由一负载切换用比较器A4予以比较，再根据其比较结果自动地进行切换成定电流模式的动作。
于此模式的切换电压前后的状态，如要将式(4)所表示的定电流模式的负载电流I4与式(2)所表示的定阻抗模式的负载电流相等时，如果(V4×K3×V2×K5)/(R1×K2)＝V1/(R1×K2)式(5)的关系成立的话，即可使得此负载切换时试验电源的负载电流I4的连续性还是被维持。这里，如将式(5)的定阻抗设定用电压V2移向左边时则为(数4)V2＝V1/(V4×K3×K5)式(6)因将定阻抗设定用电压V2依照式(6)设定成所定的电压值，本发明的测试电源启动时的电子负载装置的负载控制模式的切换，测试电源的负载电流I4除了与负载电压V4维持连续的比例关系之外，并且只依存于测试电源的负载响应特性，可以不依存于启动之后的经过时间的方式，进行自动负载模式的切换。
本发明因为不使用一般技术从启动开始在一定时间切换电路、且不需配合利用A/D转换器和微电脑使用程序来检测判定负载电流与负载电压的变化的技术，故本发明在测试电源的启动时负载特性试验中不会产生无谓的等待时间，此结果可缩短试验的时间，并且因电路构造极为简单，可进行低成本的装置结构的试验。
权利要求
1.一种定电流定阻抗型电子负载装置，用于各种电源装置的负载试验的电子负载装置测试中，用以控制该电源装置启动时的定阻抗模式或是定电流模式的测试模组切换控制动作，其特征在于包括有一定阻抗模式控制电路及一定电流模式控制电路，通过个别的模式的控制电路来维持负载电流值及维持与测试电源输出电压的比例关系，且利用检测测试电源输出电压进行负载模式的自动切换，消除负载模式切换时的负载电流变动，可平滑地控制测试电源启动时的负载特性试验。
全文摘要
一种定电流定阻抗型电子负载装置,是为解决因测试电源启动时电子负载装置控制模式的切换,以提供对应测试电源启动时的负载特性进行自动模式切换。本发明于电子负载装置上设置测试电源的输出电压检测装置,藉由测试电源的输出电压的负载模式自动切换成定阻抗负载模式或定电流负载模式,使负载电流与测试电源电压保持一定的比例关系,一方面保持试验电源的启动时的输出电压变动的负载电流的连续性,另一面可以进行平顺的负载模式的自动切换。
文档编号G01R31/00GK1368645SQ0110360
公开日2002年9月11日 申请日期2001年2月5日 优先权日2001年2月5日
发明者似鸟宪治 申请人:计测技术研究所, 博计电子股份有限公司