論文可編程直流電子負載的設計與研究

1、 目 錄摘要I關鍵字IAbstractIKey wordsII1 前言12 設計任務與要求32.1 設計任務32.2 設計要求42.2.1 基本要求42.2.2 發(fā)揮部分43 設計方案的選擇與論證53.1 電子負載的工作原理53.1.1 恒定電流模式53.1.2 恒定電阻模式53.1.3 恒定電壓模式63.2 系統(tǒng)整體設計方案論證73.2.1 負載器件選擇73.3 負載工作模式的論證與選擇73.3.1 恒流方案73.3.2 恒阻方案83.3.3 恒壓方案83.4 電壓電流檢測方案論證與選擇93.5 保護電路方案的選擇94 可編程直流電子負載硬件的分析與計算104.1 系統(tǒng)總體方框圖104.2

2、負載電路的分析與計算114.3 工作模式的分析與計算124.4 驅動電路的解析134.5 保護電路的分析135 電子負載流程圖設計155.1 鍵盤識別處理與顯示流程圖設計155.2 電子負載計算值系統(tǒng)流程圖設計166 系統(tǒng)測試與調試分析177 結論21參考文獻23致謝24附錄A 可編程直流電子負載的供電電源25附錄B 設計實物圖28可編程直流電子負載的設計與實現(xiàn)摘要 本設計采用8個100W的MOS增強型功率場效應管并聯(lián)連接作為電子負載，采用STC12C5A60S2低功耗單片機作為控制核心，控制電子負載的工作模式和系統(tǒng)的參數(shù)，電流、電阻、電壓的數(shù)值可以通過鍵盤對其進行任意設置，而且還能夠實時顯示

3、到液晶顯示屏上。恒流模式電流的可調范圍為0-10A，恒壓模式電壓的可調范圍為5V-40V，恒阻模式電阻的可調范圍為10-200，電子負載的計算采用了逐次逼近法使電子負載的各個參數(shù)與設定參數(shù)無限接近，所以系統(tǒng)的準確度高，穩(wěn)定性強，同時還具有過壓、欠壓、過流、過熱及防反接功能。關鍵字 STC12C5A60S2; 電子負載; 場效應管; 恒流Design and Realization of the Programmable DC Electronic LoadAbstract The design adopted 8 enhanced power MOSFET(100W) connected in

4、 parallel as electronic load,and adopt STC12C5A60S2 low consumption SCM as the main controller to control the electronic load's working mode as well as its parameters,the figure of current resistance and voltage can be randomly setted through the keyboard,and it's can also be displayed in th

5、e LCD simultaneous.Adjustable extent for constant current mode is between 0A to 10A,for constant voltage mode is 5V-40V,and for constant resistance mode is 10-200,the electronic load adopt successive approximation to make its parameters infinitely close to the figures which have been setted before,t

6、herefore the system have high accuracy and stability,and also have function which can guard against over-voltage,owe pressure,overflow, overheating,and wrong connecting.Key words STC12C5A60S2; Electronic load; MOSFET; Constant current I 1 前言 在人們生活的多個領域都要用到負載測試，如充電電源試驗、蓄電池放電試驗以及衡量購買電池、電源的特性時等都需要負載測試。

7、當前，國內外對上述產品的試驗一般都采用傳統(tǒng)的靜態(tài)負載(如電阻、電阻箱、滑線變阻器等)能耗放電的辦法進行，此種方法存在操作不方便，散熱性欠佳，準確率低等缺陷1。隨著電力電子技術的、計算機技術和自動控制技術的迅速發(fā)展，為電源檢測技術帶來了革命性的變化。由于鐵道電氣化供電、電氣牽引、信號控制、無線通信、計算機指揮調度中心及家庭日常生活等應用領域都在大量應用各種各樣的電源，電子負載被廣泛用于生產線(手機充電器，手機電池，電動車電池，開關電源，線性電源)，科研機構，汽車電子，航空航天，船舶，太陽能電池，燃料電池等行業(yè)2。因于人們對電子負載的需求越來越多，對其性能要求也越來越高。而傳統(tǒng)的電源檢測技術面臨著

8、極大的挑戰(zhàn)。為準確檢測電源的可靠性和帶載能力，因此把電力電子技術和微機控制技術有機地結合起來，實現(xiàn)電源的可靠檢測，大力發(fā)展動態(tài)負載或是可編程的電子負載變得越來越重要。所謂動態(tài)帶載，就是電子負載做模擬的變化帶載，也叫瞬態(tài)。其有幾個重要的參數(shù)。變化斜率籠統(tǒng)的說是電子負載可以完成的變化速度，精確地說是電子負載變化時，從變化量的10%90%的變化速率。恒流狀態(tài)下的單位是A/ms，A/us3。 響應時間:電子負載可以完成變化的最小時間單位為us。電子負載的動態(tài)（瞬態(tài)）頻率分為兩種，動態(tài)頻率（只包含一個上升沿或者一個下降沿，或者說單位時間變化的次數(shù)），瞬態(tài)頻率（一個周期包含上升沿與下降沿）。從電源類型來看

9、，電子負載可分為直流電子負載和交流電子負載兩種。直流電子負載比起交流電子負載，應用的歷史較長，范圍更廣。最初在實驗室，利用電力電子器件的特性，通過分析等值電路，用電力電子元件搭建電子電路來模擬負載，可以實現(xiàn)定電阻、定電壓等特性。隨后又有工作人員將單片機技術應用到電子負載中，逐步可實現(xiàn)定電流模式和可編程斜率模式。單片機技術與變換器電路的密切結合還使得電子負載可以工作在其它多種模式下，如定功率模式、動態(tài)電阻模式、短路模式、恒流與恒壓模式、恒阻與恒壓模式。此外可編程電子負載還有以下特點:(1)過流，過壓，過功率，過熱，極性反接保護； (2)高亮度，真空VFD屏，雙排四路同步顯示； (3)根據(jù)溫度變化

10、，無極伺服智能風扇系統(tǒng)； (4)電路軟啟動時間設定，可根據(jù)設定電壓值帶載； (5)電池測試及短路功能； (6)提供動態(tài)測試，上升下降斜率設定； (7)支持外部觸發(fā)輸入，輸出； (8)提供外部電流波形監(jiān)視端子； (9)支持遠端電壓補償，多個數(shù)據(jù)存儲； (10)開機自檢，軟件校正，標準儀器架設計4;隨著電子負載的進一步研究與功率場效應晶體管 (MOSFET)，絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)和場效應晶閘管(MCT)等主要開關器件的出現(xiàn)以及電力電子變換器拓撲的發(fā)展，變換器能更好的將一種電能變?yōu)榱硪环N或多種形式的電能，交流電子負載也得到了實現(xiàn)。交流電子負載是可以模擬傳統(tǒng)真實阻抗負載的電力電子裝置，它能模

11、擬一個固定或變化的負載，甚至將試驗的電能反饋回電網(wǎng)，其設計初衷是交流電源出廠試驗。交流電源出廠試驗通常采用電阻箱耗能的辦法，它存在調節(jié)不便、自動化程度低、耗電量大等缺點，而采用交流電子負載進行試驗可有效克服這些缺點，它可使試驗更加簡單、靈活，且大大降低試驗的成本?？删幊讨绷麟娮迂撦d還可以模擬真實環(huán)境中的負載（用電器）。應該說所有的電源廠家都會有用，而且也必須有。由于電子負載在應用方面問題，直流電子負載應用比較廣泛，可編程直流電子負載與傳統(tǒng)的模擬電阻性負載相比具有節(jié)能、可編程、體積小、重量輕、成本低、功率高、效率高等優(yōu)點，由于可編程電子負載所具有的性能和優(yōu)點，其被越來越多地應用到各種試驗場合。因

12、此電子負載的研究具有廣闊的市場和廣泛的應用前景5，本文將主要介紹可編程直流電子負載的設計與實現(xiàn)。2 設計任務與要求2.1 設計任務 設計一款可編程的直流電子負載，要求其具有電流、電壓、和電阻模式，功率達到500W以上。2.2 設計要求 設計一個有單片機控制的可編程直流電子負載，其由液晶顯示,具有中文菜單,能實時顯示電壓、電流數(shù)據(jù)，并具有過壓、欠壓、過流、防反接保護和過熱保護等功能，要求有恒阻、恒電流工作模式，恒阻模式可預置電阻值，功率不小500W。2.2.1 基本要求 (1)恒流模式下電子負載流入電流Io可設定，范圍為0.5-5A；以0.1A 為步進，并顯示設定電流、實際電流（即 Io），電流

13、誤差±0.1A。 (2)恒壓模式下電子負載端電壓Uo可設定，范圍為12-40V；以0.1V為步進,并顯示設定電壓、實際端電壓（即Uo），電壓誤差±0.1V，紋波有效值0.1V。 (3)實時顯示工作時長、機內溫度。 (4)電子負載功率不小于500W。2.2.2 發(fā)揮部分 (1)設計基本要求電流范圍為0.5-5A；電壓范圍為12-40V，設計負載電流范圍為0-10A，控制精度達98%；恒壓模式下:負載電壓范圍為5V-40V（非總輸入電壓），控制精度達96%，精度較高。 (2)設計采用STC12C5A60S2低功耗單片機為控制核心，在散熱較好的條件下，功率可達到500W以上。 (

14、3)電路的采用了銀線連接和高精度的霍爾電流傳感器實時檢測電路的總電流，總電流可達到12A以上。 (4)設計需要進一步降低設計的制作成本，提高功率，降低功耗。3 設計方案的選擇與論證3.1 電子負載的工作原理電子負載，顧名思義，是用電子器件實現(xiàn)的“負載”功能，其輸出端口符合歐姆定律。具體地說，電子負載的原理是控制內功率MOSFET或晶體管的導通量（占空比），靠功率管的耗散功率消耗電能的設備6。電子負載一般具有定電流、定電壓、定電阻、定功率、短路及動態(tài)負載多種模式，可以模擬各種不同的負載狀況，其可用于測試直流穩(wěn)壓電源、蓄電池等電源的性能。它能夠準確檢測出負載電壓,精確調整負載電流,同時可以實現(xiàn)模擬

15、負載短路,模擬負載可以是感性、阻性和容性。它的基本工作方式有恒壓、恒流、恒阻這三種。3.1.1 恒定電流模式在定電流模式中,在額定使用環(huán)境下, 不論輸入電壓大小如何變化電子負載將根據(jù)設定值來吸收電流。若被測電壓在510V變化，設定電流為100mA，則當調節(jié)被測電壓值時，負載上的電流值應維持在100mA不變,而此時負載值是可變的。定電流模式能用于測試電壓源及AD/DC電源的負載調整率。負載調整率 (LOAD REGULATION) 是電源負載的變化會引起電源輸出的變化,負載增加,輸出降低,相反負載減少,輸出升高，負載調整率是電源在負載變動情況下能夠提供穩(wěn)定的輸出電壓的能力, 是電源輸出電壓偏差率

16、的百分比，是衡量電源好壞的指標。3.1.2 恒定電阻模式在定電阻工作模式時，電子負載所流入的負載電流依據(jù)所設定負載電阻和輸入電壓的大小而定，此時負載電流與輸入電壓呈正比例，即電子負載將吸收與輸入電壓成線性變化的負載電流。若負載設定為1 k, 當輸入電壓在110 V 變化時, 電流變化則為110mA，比值即是所設定的負載電阻，即負載電阻保持設定值不變。恒阻功能，在有些數(shù)控電子負載中并不設計專用電路，而是在恒流電路的基礎上通過 MCU 檢測到的輸入電壓來計算電流，達到恒阻功能的目的，比如要恒定電阻為 10 歐時，MCU 檢測到輸入電壓為 20V，那么會控制輸出電流為 2A，但這種方法響應較慢，只適

17、用于輸入變化較慢且要求不高的場合。專業(yè)的恒阻電子負載都是由硬件實現(xiàn)的。在恒阻功能狀態(tài)下，負載如純電阻，吸收與電壓成線性正比的電流。此方式適用于測試電壓源、電流源的啟動與限流特性等應用。3.1.3 恒定電壓模式恒定電壓模式是指電子負載所流入的負載電流依據(jù)所設定的負載電壓而定，此時負載電流將會增加直到負載電壓等于設定值為止，即負載電壓保持設定值不變。但前提是要在額定功率之下，即不能超過系統(tǒng)它所能承受的最大電流，圖3.1中MOS管上的電壓經 R3 與R2 分壓后送入運放 IN+與給定值進行比較，如圖所示，當電位器在10%時 IN為1V，MOS 管上的電壓應為2V，恒定電壓模式能被使用于測試電源的限流

18、特性。另外, 負載可以模擬電池的端電壓, 故可以使用于測試電池充電器。圖3.1 恒定電壓模式原理圖 3.2 系統(tǒng)整體設計方案論證3.2.1 負載器件選擇 電子負載的耗能元件通常有晶體管，場效應管，絕緣柵雙極性晶體管等。其中普通晶體管的功率較小，而絕緣柵雙極性晶體管作為負載時，其電路較為復雜，且紋波較大。 場效應晶體管（MOSFET）具有控制靈敏度高、工作速度快、既無機械接觸點，也無運動部件，適合模擬速度較快，電流稍小的實際負載，場效應晶體管（MOSFET）在工作時相當于開路，其電阻巨大，在實際工作中不會產生靜態(tài)的功率消耗。在設計直流電子負載的時候我們采用場效應晶體管（MOSFET）作為功率消耗

19、元件7。3.3 負載工作模式的論證與選擇3.3.1 恒流方案 方案一：電阻采樣反饋法，在功率MOS管的源極串接采樣電阻，將電流轉換成電壓，反饋至高增益誤差放大器的反相端。在同相端輸入固定電壓，當反相端的電壓等于同相端的電壓時，功率MOS管的電流就恒定，即電流與同相端電壓成正比例關系。 方案二：電流直接采樣法，通過霍爾電流傳感器檢測流入電子負載的總電流，與設定電流相比較，看電流是否達到系統(tǒng)設定的電流值，通過一定的算法控制DA輸出電壓，進而控制功率MOS管的導通量來控制電流。 方案一與方案二相比，由于采樣電阻的功率太小，使電子負載可流入的電流受到很大的限制，遠遠無法滿足題目的要求，方案二的缺點是系

20、統(tǒng)響應速度較慢，但可以通過較大的電流。綜合考慮，我們選擇方案二。3.3.2 恒阻方案 方案一：硬件實現(xiàn)法，將功率MOS管的端電壓V采樣至誤差放大器的同相端，將功率MOS管的電流I采樣轉換成電壓至誤差放大器的反相端，根據(jù)歐姆定律:R=V/I，實現(xiàn)恒阻。 方案二：軟件實現(xiàn)法，在恒流的基礎上，通過AD將功率MOS管的端電壓計算出電流來實現(xiàn)恒阻。 電阻采樣反饋法的存在較大誤差，軟件實現(xiàn)法快速準確，避免了硬件電路因設計缺陷和電子元器件的相互影響所帶來的干擾?；谏鲜龅奈覀冞x擇方案二。3.3.3 恒壓方案恒壓電路模塊功能實現(xiàn)有兩種方案: 方案一：三極管放大比較法，此方案中三極管的基極和發(fā)射極分別相當于比較

21、器的負、正輸入端。這樣的電路可以實現(xiàn)恒壓功能，但是誤差比較大，同時還有較大的功率損耗。 方案二:運放放大比較法，通過將采樣電壓和參考電壓輸入到運放的同相端和反相端進行比較來控制運放的輸出量，進而控制功率MOS管的導通量。此方案電路實現(xiàn)簡單，誤差和損耗較小，是非常理想的方案。綜上所述比較故采用方案二。3.4 電壓電流檢測方案論證與選擇 方案一：采樣放大檢測。此方案是通過在電路中串入采樣電阻將電流轉換成電壓，再進行放大和A/D轉換送給單片機進行處理。 方案二：電流傳感器檢測。直接將霍爾電流傳感器串到電路中，傳感器自動將電流精確地轉換成電壓，不用進行放大就可以通過A/D轉換送給單片機進行計算處理?；?/p>

22、爾電流傳感器具有響應速度快，測量精度高，線性度好等優(yōu)點8。綜合以上考慮，方案二相對于方案一具有準確度高，電路簡單，功耗小等優(yōu)勢，故選用方案二。3.5 保護電路方案的選擇 通過采樣輸入電壓與參考電壓相比較，當達到欠壓或者過壓的條件時，通過觸發(fā)單片機控制繼電器切斷電源，達到欠壓和過壓保護的目的。 由于系統(tǒng)采用霍爾電流傳感器檢測輸入電流，當單片機的檢測到電流超過最大電流時，同樣是通過控制繼電器切斷電源，達到過流保護的目的。 利用MOS管的開關特性，控制電路的導通和關斷來設計防反接保護電路，由于功率MOS管的內阻很小，現(xiàn)在HOMSEMI MOSFET 已經能夠做到毫歐級，解決了現(xiàn)有采用二極管電源防反接

23、方案存在的壓降和功耗過大的問題。 利用溫度傳感器檢測電子負載溫度，當電子負載的溫度超過最大溫度時，同樣通過單片機來切斷繼電器來切斷電源，達到過熱保護的目的。4 可編程直流電子負載硬件的分析與計算4.1 系統(tǒng)總體方框圖系統(tǒng)由前級輸入電路、功率損耗電路、保護電路、驅動電路、信號調理電路、控制電路等組成。如圖4.1所示:先接通負載部分的電源，讓負載先預熱一下，再接通控制部分的電源，微控制器可以通過模式選擇電路選擇系統(tǒng)的工作模式，前級輸入電路由一個電壓跟隨器，一個加法器，還有一個電壓比較器電路組成，負責電路的模式控制?？刂撇糠值谋Ｗo電路則由一個LM311的電壓比較器提供基準電壓，然后與外部采樣回來的衰

24、減電壓進行比較，通過連接到兩個OP07運算放大器的正反向端與預置電壓進行比較，輸出高低電平，經過信號調理電路，再經過單片機處理后，控制繼電器的斷開與接通，從而實現(xiàn)對整個電路的過壓保護，過流保護同樣通過繼電器的斷開與連接來實現(xiàn)。 圖4.1 系統(tǒng)總體框圖4.2 負載電路的分析與計算 下圖是電子負載的功率電路，它主要由8個N型的功率MOSFET管并聯(lián)組成，外加有濾波電容圖4.2 功率電路 N型MOSFET的基本特性有轉移特性和輸出特性（漏極特性）。轉移特性是指在恒定的VDS下，漏極電流iD和柵-源電壓VGS之間的關系。一般情況下VDS保持不變，iD會隨著VGS的變化產生很大的變化，呈非線性的關系，表

25、達式如表4.1: （4.1）VGS與iD的比值相當于一個可變電阻，電子負載研究的主要內容就是MOSFET的轉移特性，通過改變VGS的值來調節(jié)iD的大小。其轉移特性曲線如圖4.3所示: 圖4.3 MOSFET的轉移特性曲線 功率電路的每個MOSFET理論上可承受100V的電壓，23A的電流，100W的功率，所以在散熱比較理想的情況下，功率可以做到500W以上。4.3 工作模式的分析與計算 根據(jù)電流變化規(guī)律的不同，可以模擬多種工作模式:模擬恒阻模式、模擬恒流模式和模擬恒壓模式 (1)模擬恒阻模式，理論上直流電壓源的電壓值保持不變，負載電流的大小和外接電壓值成正比，見式4.2: IR =Ud/R （

26、4.2） (2)模擬恒流模式，負載電流的大小不會因被測電源電壓值的改變而受到影響，電流大小可以根據(jù)需要保持恒定，如果電壓也保持不變，等效于一個阻值恒定的電阻。 (3)模擬恒壓模式，當開關時間t接近為0時，Ud=IR,外接電壓與負載電流成線性關系，此時僅僅通過調節(jié)負載電流的大小，即可得到等效的外接電壓Ud。4.4 驅動電路的解析 由N型MOSFET的基本特性有轉移特性可知，驅動N型MOSFET需要一個門極電壓VT，我們采用精密基準源TL431來提供VT，將其與驅動電壓信號Vin通過加法器求和，見式4.3 V=VT +Vin （4.3） V經過信號調理電路后驅動MOS場效應管。圖4.4 功率MOS

27、管驅動電路4.5 保護電路的分析 系統(tǒng)需要實現(xiàn)欠壓、過壓、過流、過熱保護及防反接保護以及恢復等功能。欠壓，過壓保護主要采用硬件電路實現(xiàn)，其實現(xiàn)電路如圖4.5所示。 電路通過電壓跟隨器OP07從輸入端采樣到衰減后的輸入電壓，經過跟隨器后分別輸入到電壓比較器LM311的同相端或反相端和參考電壓進行比較，當滿足欠壓或過壓的條件時，LM311輸出低電觸發(fā)單片機控制繼電器切斷電路。圖4.5 欠壓、過壓保護電路 過流和過熱保護的實現(xiàn)是分別通過ACS712霍爾電流傳感器和溫度傳感器分別檢測流入系統(tǒng)的電流和負載的溫度，當電流超過16A或負載溫度超過80時，使單片機控制繼電器切斷輸入電壓，起到保護作用9。 防反

28、接電路利用MOS管的開關特性，控制電路的導通和關斷來設計的，由于功率MOS管的內阻很小，現(xiàn)在HOMSEMI MOSFET已經能夠做到毫歐級，解決了現(xiàn)有采用二極管電源防反接方案存在的壓降和功耗過大的問題10。其電路如圖4.6 所示: 圖4.6 防反接電路5 電子負載流程圖設計5.1 鍵盤識別處理與顯示流程圖設計 本設計采用的是4×5的矩陣鍵盤，為防止外界其它的原因引起的誤操作并使測量準確，在程序中加了消抖程序，系統(tǒng)的主要按鍵包括數(shù)字鍵0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，確定鍵，加法鍵，減法鍵，恒壓模式按鍵，恒流模式按鍵，恒阻模式按鍵和復位按鍵，系統(tǒng)的簡略流程圖解如圖5.1：圖5.1

29、 鍵盤掃描子程序流程圖圖5.2 按鍵處理子程序流程圖5.2 電子負載計算值系統(tǒng)流程圖設計 本設計是一個比較大的反饋回路控制系統(tǒng)，由MOS場效應管的轉移特性可知，其漏極電流與柵源電壓不成線性關系，故常程序中我們采用逐次逼近的方法使電子負載的各個參數(shù)與設定參數(shù)無限接近。軟件流程圖如圖5.3 所示:圖5.3 算法流程圖逐次逼近的方法所采用的方法為Aitken 加速公式如下 (5.1) (5.2) (5.3)使測的結果與Xk 與Xk+1比較,看比較接近其中的那個，然后再以這兩個值為比較區(qū)間，與所測得的結果再進行比較，經過無數(shù)次的比較直到無限接近所設定的值11。6 系統(tǒng)測試與調試分析 調試是整個設計任務

30、中一個不可缺少，非常重要的一個環(huán)節(jié)。為了達到設計要求，先后進行了以下三個階段的調試工作6.1 硬件測試與分析 此部分測試主要應用了，500W開關電源、VC9804A+型數(shù)字萬用表；BCI-300W 10歐姆滑動變阻器等測試儀器。 在整個電子負載設計過程中，硬件方面的設計主要是硬件電路的設計。在畫電路原理圖過程中是分模塊設計的，根據(jù)各個模塊的設計思路，合理選取芯片的參數(shù)。由于電子負載是測試儀，要根據(jù)被測電源的電壓電流進行選擇芯片，特別是N型增強型MOS管的選擇。N型增強型MOS管在這里既作為電流的控制器件同時也作為被測電源的負載。整個設計的參數(shù)也要根據(jù)MOS管的耗散功率、額定電壓、額定電流來選取

31、。采樣電阻的選取也很講究要求電阻很小，要求小到毫歐。本設計采用的電阻是一種錳銅電阻，專門運用于電流采樣電路中，能夠承受較大功率，并且其電阻較小，對于電流的分流作用影響較小，功率損耗也較小，從而對電路的影響較小12。 系統(tǒng)整體電路由控制電路、鍵盤輸入部分、顯示電路、主電路和檢測電路組成，在整個負載參數(shù)確定后，根據(jù)計算的結果確定運算放大器的放大倍數(shù)和確定電阻的阻值，然后再根據(jù)設定好的參數(shù)的基礎上，再進行分塊調試。調試過程中需要逐步擴大調試范圍，最后實現(xiàn)整機調試。調試主要檢查的是單片機是否能夠成功和微機通訊、鍵盤能否正確輸入數(shù)值并實時正確的顯示在LCD上，看電路原理圖及測試結果是否達到設計的要求等。

32、總之整個硬件調試過程是為了驗證各功能模塊的設計和制作的正確性，是否能夠正常工作，基本的數(shù)據(jù)傳輸是否有錯誤。6.2 軟件測試與分析圖6.1 測試方框圖 如圖6.1所示將電壓表并入到前級輸入電路的輸出端，測量加在功率板的電壓，將電流表串入到前級輸入電路與功率板之間，測量輸入功率板的總電流。經過多次實驗的調試與驗證，分析結果與理論一致U=Ui；6.3 測試數(shù)據(jù)分析 (1)輸入電壓為48.8V時，恒流模式測試數(shù)據(jù)記錄如表6.1所示： 表 6.1 恒流模式測試數(shù)據(jù)設置電流/A0.501.001.502.002.503.003.504.004.50實測電流/A0.490.991.512.012.503.0

33、23.493.984.50電流誤差/A0.010.01-0.01-0.010.00-0.020.010.020.00設置電流/A5.506.006.507.007.508.008.509.009.50實測電流/A5.525.996.507.007.528.028.518.979.55電流誤差/A-0.020.010.000.00-0.02-0.02-0.010.03-0.05 由表格6.1的數(shù)據(jù)可知:恒流模式的平均誤差在0.01A左右；控制精確度約為98% (2)輸入電壓為48.8V時，恒壓模式測試數(shù)據(jù)記錄如表6.2所示：表 6.2 恒壓模式測試數(shù)據(jù)設置電壓/V5.007.5010.012.5

34、015.0017.5020.00實測電壓1/V4.997.499.9812.5215.0117.5220.08電壓誤差/V0.010.010.02-0.02-0.01-0.02-0.08設置電壓/V22.5025.0027.5030.0032.5035.0040.05實測電壓1/V22.4924.9827.5229.8932.4134.9439.8電壓誤差/V0.010.020.020.110.090.060.25 由表格6.2的數(shù)據(jù)可知:恒壓精度的平均誤差為0.025；控制精度約為96%。 (3)輸入電壓為48.8V時，恒阻模式測試數(shù)據(jù)記錄如表6.3所示：設置電阻/10.020.030.040.050.060.070.080.0電壓/V42.646.046.646.846.946.947.447.0電流/A2.542.451.631.210.950.790.670.58電阻/16.718.7728.5838.6749.3659.3670.7481.03誤差/1.221.411.320.630.63-0.74-1.03-0.78設置電阻/110.0120.0130.0140.0150.0160.01