多级串联高压大功率消耗式负载电路、负载及设备的制作方法

本发明涉及电子负载领域，特别涉及一种多级串联高压大功率消耗式负载电路、负载及设备。

背景技术：

1、电子负载是通过控制mosfet或晶体管的导通量，依靠功率管的耗散功率消耗电能的设备，在开关电源的调试检测中是不可缺少的。

2、目前主流的电子负载都是通过放大器和采样电子及mosfet或晶体管构成一个恒流电路，之后把mosfet分别并联连接起来，形成恒流环路并联的控制方式，最后通过统一的编程信号来平均分配电流，最终实现大功率的电子负载方式。

3、上述大功率的电子负载通过多级并联实现，每个恒流环路都需要大量的闭环控制电路，同时在高压的电子负载应用中，每个mosfet都需要采用符合要求的高压mos管，还需要额外配置耐高压电路，此外对于pcb板的安全间隙都有一定的局限性，高压mos管的成本高、价格昂贵、可选择范围少，因此整体的结构复杂、选型范围小并且成本高。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种方多级串联高压大功率消耗式负载电路、负载及设备，整体的结构简单、选型范围广并且成本低。

2、根据本发明第一方面实施例的多级串联高压大功率消耗式负载电路，包括：

3、电源端，用于输出电源；编程信号输出端，用于输出编程信号；mos管单元，所述mos管单元包括多个相同且依次串联的mos管，多个所述mos管中前级mos管的源极连接所述后级mos管的漏极，最前端的所述mos管的漏极连接电源端，最末端的所述mos管的源极通过采样电路接地；多个与mos管一一对应的均压电阻，所述mos管的栅极通过对应所述均压电阻连接前级mos管的栅极，最前端的所述mos管的栅极通过对应所述均压电阻连接电源端；误差放大器，所述误差放大器的同相端连接所述编程信号输出端，所述采样电路的信号输出端连接所述误差放大器的反相端，所述误差放大器的输出端连接所述mos管单元中最末端的所述mos管的栅极。

4、根据本发明第一方面实施例的多级串联高压大功率消耗式负载电路，至少具有如下有益效果：本发明实施方式中通过多个依次串联的mos管构成mos管单元，mos管单元通过多个mos管分压的模式降低单管的vds的电压值，从而实现串联分摊功率的目的，这样也降低了mos管的使用门槛，可以采用多个成本较低的mos管来应对高压环境，无需采购成本较高的单个高压mos管，可以降低高压应用的门槛和成本，同时也可以串联后并联实现几十千瓦以上的功率吸收，满足高压大功率消耗式电子负载的使用需求。本发明采用mos管串联，控制电路简单，大大节省了mos的控制电路，多级mos串联仅需要一个控制环路，同时串联的mos都是均匀分压的，对局部的耐压要求不高，其他器件和pcb安全间隙正常处理即可，不需要额外选用耐高压电路，大大降低了成本。整体的结构简单、选型范围广并且成本低。

5、根据本发明的一些实施例，所述采样电路包括采样电阻和差分放大器，所述采样电阻的一端连接最末端的所述mos管的源极，所述采样电阻的另一端接地，所述差分放大器的同相端连接最末端的所述mos管和所述采样电阻的公共端，所述差分放大器的反相端连接所述采样电阻的接地端，所述差分放大器的输出端连接所述误差放大器的反相端。

6、根据本发明的一些实施例，所述编程信号输出端为dac模块。

7、根据本发明的一些实施例，还包括mcu，所述mcu连接所述编程信号输出端以用于发送编程信号。

8、根据本发明第二方面实施例的电子负载，包括mcu和至少2个上述的多级串联高压大功率消耗式负载电路，所述mcu分别连接所述多级串联高压大功率消耗式负载电路的编程信号输出端。

9、根据本发明第二方面实施例的电子负载，至少具有如下有益效果：本发明实施方式中通过多个依次串联的mos管构成mos管单元，mos管单元通过多个mos管分压的模式降低单管的vds的电压值，从而实现串联分摊功率的目的，这样也降低了mos管的使用门槛，可以采用多个成本较低的mos管来应对高压环境，无需采购成本较高的单个高压mos管，可以降低高压应用的门槛和成本，同时也可以串联后并联实现几十千瓦以上的功率吸收，满足高压大功率消耗式电子负载的使用需求。本发明采用mos管串联，控制电路简单，大大节省了mos的控制电路，多级mos串联仅需要一个控制环路，同时串联的mos都是均匀分压的，对局部的耐压要求不高，其他器件和pcb安全间隙正常处理即可，不需要额外选用耐高压电路，大大降低了成本。整体的结构简单、选型范围广并且成本低。

10、根据本发明第三方面实施例的电子设备，包括上述的电子负载。

11、根据本发明第三方面实施例的电子设备，至少具有如下有益效果：本发明实施方式中通过多个依次串联的mos管构成mos管单元，mos管单元通过多个mos管分压的模式降低单管的vds的电压值，从而实现串联分摊功率的目的，这样也降低了mos管的使用门槛，可以采用多个成本较低的mos管来应对高压环境，无需采购成本较高的单个高压mos管，可以降低高压应用的门槛和成本，同时也可以串联后并联实现几十千瓦以上的功率吸收，满足高压大功率消耗式电子负载的使用需求。本发明采用mos管串联，控制电路简单，大大节省了mos的控制电路，多级mos串联仅需要一个控制环路，同时串联的mos都是均匀分压的，对局部的耐压要求不高，其他器件和pcb安全间隙正常处理即可，不需要额外选用耐高压电路，大大降低了成本。整体的结构简单、选型范围广并且成本低。

12、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种多级串联高压大功率消耗式负载电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多级串联高压大功率消耗式负载电路，其特征在于，所述采样电路包括采样电阻和差分放大器，所述采样电阻的一端连接最末端的所述mos管的源极，所述采样电阻的另一端接地，所述差分放大器的同相端连接最末端的所述mos管和所述采样电阻的公共端，所述差分放大器的反相端连接所述采样电阻的接地端，所述差分放大器的输出端连接所述误差放大器的反相端。

3.根据权利要求1所述的多级串联高压大功率消耗式负载电路，其特征在于，所述编程信号输出端为dac模块。

4.根据权利要求1所述的多级串联高压大功率消耗式负载电路，其特征在于，还包括mcu，所述mcu连接所述编程信号输出端以用于发送编程信号。

5.一种电子负载，其特征在于，包括mcu和至少2个权利要求1至4任意一项所述的多级串联高压大功率消耗式负载电路，所述mcu分别连接所述多级串联高压大功率消耗式负载电路的编程信号输出端。

6.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求5所述的电子负载。

技术总结
本发明公开了一种多级串联高压大功率消耗式负载电路、负载及设备，负载电路包括电源端、编程信号输出端、MOS管单元、采样电路和误差放大器，通过多个依次串联的MOS管构成MOS管单元，MOS管单元通过多个MOS管分压的模式降低单管的VDS的电压值，从而实现串联分摊功率的目的，可以采用多个成本较低的MOS管来应对高压环境，降低高压应用的门槛和成本，同时也可以串联后并联实现几十千瓦以上的功率吸收，满足高压大功率消耗式电子负载的使用需求。控制电路简单，多级MOS串联仅需要一个控制环路，对局部的耐压要求不高，不需要额外选用耐高压电路，大大降低了成本。整体的结构简单、选型范围广并且成本低。

技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：湖南恩智测控技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14