专利名称：恒电阻电子负载的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子负载，尤其是涉及一种恒电阻电子负载。
背景技术：
现有技术中，采用模拟控制电路实现的电子负载，由模拟负载和分压电路组成，模拟负载由功率元器件构成，通过对分压电路得到的取样电压进行调节，通过改变功率元器件的栅极电压来改变功率元器件的导通率，这种仅仅是电阻性负载，不能达到实现恒电阻。也有采用单片机控制实现的电子负载，首先将电压信号、电流信号通过A/D转换器转换成数字信号，再传送给单片机，单片机通过计算处理，再输出一个数值，经过D/A转换器转换成模拟量来最终控制负载功率管，由于过程采用单片机，在整个采样、计算过程中且要花去一定的时间，因此这种电子负载其跟随性差、抗干扰性差、可靠性不高，也不能达到恒电阻。
发明内容
本发明的目的在于提供一种恒电阻电子负载。
为实现上述目的，本发明由模拟负载电路、电流反馈电路、电压采样电路和比较电路组成，模拟负载两端的负载输入电压经电压采样电路后获得取样电压接入比较电路的正向输入端，模拟负载的电流经电流反馈电路接入比较电路的反向输入端，比较电路的输出端连接模拟负载的控制极；通过负载电流反馈信号与负载取样电压信号接入比较电路，从而负载电压与负载电流始终成一定的比例，使电子负载实现恒电阻。
本发明所述的电流反馈电路包括电流采样电阻R5和运算放大器AR2；所述的电压采样电路包括两个串联的分压电阻R11、R12和可调电阻RP1；所述的比较电路为比较器AR1；电流采样电阻R5与所述模拟负载串接，负载输入电压接入电流采样电阻R5与模拟负载串接体的两端，电流采样电阻R5的一连接端经电阻R7接入运算放大器AR2的正向输入端，电流采样电阻R5的另一连接端经电阻R6接入运算放大器AR2的负向输入端，运算放大器AR2的输出端经电阻R10连接比较器的负向输入端；两个串联的分压电阻R11、R12的两端接入负载输入电压，可调电阻RP1的一固定端连接于两个串联的分压电阻R11、R12的串接点，可调电阻RP1的另一固定端接入负载输入电压的参考端，可调电阻RP1的调节端经电阻R9连接比较器的正向输入端；比较电路的输出端经电阻R1、R2接地，电阻R1、R2的串接点连接模拟负载的控制极。
本发明所述的电流反馈电路包括电流采样电阻R5和可调电阻RP2；所述的电压采样电路包括两个串联的分压电阻R11、R12和可调电阻RP1；所述的比较电路为比较器AR1；电流采样电阻R5与所述模拟负载串接，负载输入电压接入电流采样电阻R5与模拟负载串接体的两端，可调电阻RP2的两固定端与电流采样电阻R5并联，可调电阻RP2的可调端经电阻R10连接比较器的负向输入端；两个串联的分压电阻R11、R12的两端接入负载输入电压，可调电阻RP1的一固定端连接于两个串联的分压电阻R11、R12的串接点，可调电阻RP1的另一固定端接入负载输入电压的参考端，可调电阻RP1的调节端经电阻R9连接比较器的正向输入端；比较电路的输出端经电阻R1、R2接地，电阻R1、R2的串接点连接模拟负载的控制极。
本发明所述电流采样电阻R5的两端并联接地的滤波电容C2，可调电阻RP1的调节端连接接地的滤波电容C1。
本发明由于采用了负载电流反馈信号与负载取样电压信号比较电路，从而负载电压与负载电流始终成一定的比例，所以可使电子负载实现恒电阻。另外电路简单，抗干扰性强；由于功率管采用的是MOS管，不需要驱动电路，且整个电路是闭环的，所以可靠性高；由于电路中基本上没有采用电容，仅有电阻和运算放大器，所以跟随性好；由于R3、R4、R5的电阻值很小，在电路中的分压非常小，基本上所有的电压加在功率管，这时功率管的线性调节区很广，所以可调范围宽。
图1为本发明的原理框图；图2为本发明具体实施例一的电路原理图；图3为具体实施例二的电路原理图；图4为具体实施例三的电路原理图。
具体实施例方式
如图1、图2所示，本发明由模拟负载、电流反馈电路、电压采样电路和比较电路组成。模拟负载由场效应管Q1、Q2并联而成，每个场效应管的漏极上各自串接一个电阻R3、R4，为了达到足够的功率，可并联多个场效应管来实现；电流反馈电路主要由电流采样电阻R5和运算放大器AR2组成；电压采样电路主要由两个串联的分压电阻R11、R12和可调电阻RP1组成；比较电路为比较器AR1；电流采样电阻R5与模拟负载中的漏极并联端串接，负载输入电压的正极接入模拟负载中的源极并联端，负载输入电压的接地参考端接入电流采样电阻R5，另外电流采样电阻R5的一连接端经电阻R7接入运算放大器AR2的正向输入端，电流采样电阻R5的另一连接端经电阻R6接入运算放大器AR2的负向输入端，在电流采样电阻R5的两端还并联接地的滤波电容C2；运算放大器AR2的输出端经电阻R10连接比较器的负向输入端；两个串联的分压电阻R11、R12的两端接入负载输入电压，可调电阻RP1的一固定端连接于两个串联的分压电阻R11、R12的串接点，可调电阻RP1的另一固定端接地，可调电阻RP1的调节端经电阻R9连接比较器的正向输入端，可调电阻RP1的调节端还连接有接地的滤波电容C1；比较电路的输出端经电阻R1、R2接地，电阻R1、R2的串接点连接模拟负载中的栅极并联端。
上述电路的工作原理为由电流采样电阻R5获得经过运放AR2放大的电流信号I作为电子负载中的电流反馈信号输入比较器AR1的反向输入端；由电阻R11、R12获得的电子负载的分压输入比较器AR1的正向输入端；因为根据比较器的特性，比较器AR1的反向输入端、正向输入端最终达到基本一致，使比较器AR1的输出电压一定。由于是通过改变栅极电压来改变功率元器件场效应管的导通率，从而改变电子负载中的电流，也就是说负载输入电压之间的电流I是由比较器AR1正向输入端的电子负载分压来决定大小的，因而当比较器AR1的输出电压一定时，在负载输入电压之间的电流也一定，实现负载的恒电阻。
当在比较器AR1、运放AR2及功率管工作在放大区时，比较器AR1正向输入端的电子负载分压为负载输入电压U/A1(常数)，负载输入电压之间的电流I为比较器AR1正向输入端的电子负载分压×A2(常数)，负载的阻值的表达式为R=U1=UA2×U/A1=A1A2=K]]>(常数)即整个电路是恒电阻性负载电路。
如图3所示，本实施例二与图2所示实施一的电路构成及工作原理基本相同，其不同之处在于电流反馈电路，本实施例二的电流反馈电路主要由电流采样电阻R5和可调电阻RP2组成；电流采样电阻R5与模拟负载中的漏极并联端串接，负载输入电压的接地参考端接入电流采样电阻R5，在电流采样电阻R5的两端还并联接地的滤波电容C2；可调电阻RP2的两固定端与电流采样电阻R5并联，可调电阻RP2的可调端经电阻R10连接比较器的负向输入端。
如图4所示，本实施例三与图2所示实施一的电路构成及工作原理基本相同，其不同之处在于本实施例三的模拟负载由大功率三极管BG1、BG2取代，由于使用大功率三极管的所要的驱动电流非常大，在每个大功率三极管的基极上需连接驱动三极管，此时驱动三极管的基极与比较器的输出端连接。
权利要求
1.一种恒电阻电子负载，包括模拟负载和电压采样电路，其特征在于还包括电流反馈电路和比较电路，模拟负载两端的负载输入电压经电压采样电路后获得负载分压接入比较电路的正向输入端，模拟负载的电流经电流反馈电路接入比较电路的反向输入端，比较电路的输出端连接模拟负载的控制极；通过负载电流反馈信号与负载取样电压信号接入比较电路，从而负载电压与负载电流始终成一定的比例，使电子负载实现恒电阻。
2.根据权利要求1所述的恒电阻电子负载，其特征在于所述的电流反馈电路包括电流采样电阻R5和运算放大器AR2；所述的电压采样电路包括两个串联的分压电阻R11、R12和可调电阻RP1；所述的比较电路为比较器AR1；电流采样电阻R5与所述模拟负载串接，负载输入电压接入电流采样电阻R5与模拟负载串接体的两端，电流采样电阻R5的一连接端经电阻R7接入运算放大器AR2的正向输入端，电流采样电阻R5的另一连接端经电阻R6接入运算放大器AR2的负向输入端，运算放大器AR2的输出端经电阻R10连接比较器的负向输入端；两个串联的分压电阻R11、R12的两端接入负载输入电压，可调电阻RP1的一固定端连接于两个串联的分压电阻R11、R12的串接点，可调电阻RP1的另一固定端接入负载输入电压的参考端，可调电阻RP1的调节端经电阻R9连接比较器的正向输入端；比较电路的输出端经电阻R1、R2接地，电阻R1、R2的串接点连接模拟负载的控制极。
3.根据权利要求1所述的恒电阻电子负载，其特征在于所述的电流反馈电路包括电流采样电阻R5和可调电阻RP2；所述的电压采样电路包括两个串联的分压电阻R11、R12和可调电阻RP1；所述的比较电路为比较器AR1；电流采样电阻R5与所述模拟负载串接，负载输入电压接入电流采样电阻R5与模拟负载串接体的两端，可调电阻RP2的两固定端与电流采样电阻R5并联，可调电阻RP2的可调端经电阻R10连接比较器的负向输入端；两个串联的分压电阻R11、R12的两端接入负载输入电压，可调电阻RP1的一固定端连接于两个串联的分压电阻R11、R12的串接点，可调电阻RP1的另一固定端接入负载输入电压的参考端，可调电阻RP1的调节端经电阻R9连接比较器的正向输入端；比较电路的输出端经电阻R1、R2接地，电阻R1、R2的串接点连接模拟负载的控制极。
4.根据权利要求2或3所述的恒电阻电子负载，其特征在于所述电流采样电阻R5的两端并联接地的滤波电容C2，可调电阻RP1的调节端连接接地的滤波电容C1。
全文摘要
本发明公开了一种恒电阻电子负载，由模拟负载、电流反馈电路、电压采样电路和比较电路组成，模拟负载两端的负载输入电压经电压采样电路后获得负载分压接入比较电路的正向输入端，模拟负载的电流经电流反馈电路接入比较电路的反向输入端，比较电路的输出端连接模拟负载的控制极。本发明可使电子负载实现恒电阻，而且电路简单、抗干扰性强、可靠性高、跟随性好、可调范围也宽。
文档编号G05F1/10GK1540472SQ20031011198
公开日2004年10月27日 申请日期2003年10月31日 优先权日2003年10月31日
发明者李昌达 申请人:广州威纳电子科技有限公司