起直流稳压(流)电子负载核心作用的功率MOSFET

2015-01-28 21:31:47来源: 直流稳压(流) 电子负载 MOSFET
设计人员都用直流电子负载来测试电源,如太阳能阵列或电池,但商用直流电子负载很昂贵。你只要将功率 MOSFET在其线性区内使用,就可制作出自己的直流电子负载(图 1)。该负载采用两个简单的反馈回路。MOSFET 用作一个稳流模式下的电流源或稳压模式下的电压源。设计师在描述电压源的特性时都使用稳流模式,因为在稳流模式下,电源必须提供电子负载中设定的电流值。设计师都将稳压模式与电流源一起使用,因为稳压模式会迫使电源在负载设定的电压下工作。

 

  在电流模式下,RSHUNT检测ILOAD,检测得到的电压反馈

运算放大器 IC1A的反相输入端。由于运算放大器的直流增益在线性反馈工作区内很高,反相输入端保持与非反相输入端相等,即相当于VIREF。放大器产生自己的输出值,以使 MOSFET Q2和Q3工作于线性区,因而会消耗电源的功率。源极电流值与电流环基准 VIREF 成正比,即ILOAD=VIREF/RSHUNT。可利用一个连接到稳定电压基准上的电阻分压器设定 VIREF,或者使用来自一个基于PC的I/O卡的D/A转换器输出,以实现灵活的配置。
  电压工作模式的情况与电流模式相同,只不过检测的变量是输出电压,这一输出电压是经过分压器RA/RB衰减的,所以电子负载的工作电压比运放电源电压高。检测出的电压被反馈到 IC1B 的非反相输入端,MOSFET 再次工作在线性区。负载电压VLOAD=VVREF×(RA+RB)/RB
 

 

  CA3240型双运放IC1可以在输入电压低于负电源电压的情况下工作,这对单电源供电非常有用,然而,如果你有对称电源,那就可以采用任何运放。继电器 K1通过一根驱动Q的数字控制线来切换工作模式。MOSFET 是至关重要的;你可以增加这个并联使用的IRF150器件,以提高电流承受能力,因为IRF150具有正的温度系数,从而可均衡流过两只并联 MOSFET的电流。由于电路中使用两只 MOSFET,电子负载可承受10A 电流,功耗大于 100W,所以使用一只散热器和小风扇是个好主意。
  本电路适用于描述有两种电源模式的光伏电池模块的特性。采用本电路和基于PC的设置时,Helios技术公司(www.heliostechnology.com)的一个光伏电池模块的I-V特性曲线表明有一个区在VMPP(最高点的电压)以上,在VMPP这一电压下,陡峭的过渡与一个电压源相对应(图2)。在低于 VMPP 的电压下,光伏电池模块犹如一个电流源。一般情况下,用一个简单的电流模式电子负载描述I-V 特性曲线这一平坦区的特性是很困难的,因为电压输出对电流的微小变化很敏感,因此,恒定电压模式负载就是一种较好的选择。

关键字:直流  稳压  电子  电子负载

编辑:探路者 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/dygl/2015/0128/article_25445.html
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