【導讀】在先進(jìn)的電子負載中,通常都具備恒壓、恒流和恒阻工作模式。在測量電源產(chǎn)品的過(guò)程中,不同的工作模式都會(huì )直接影響被測電源的特性。選用正確的負載工作模式,可以幫我們實(shí)現相對精確和完整的測試。
在電源產(chǎn)品的測試中, 電子負載是必不可少的設備。 多數的電源產(chǎn)品為恒壓類(lèi)產(chǎn)品, 例如電池、電源適配器等。 對這些產(chǎn)品的測試, 為了測試這些產(chǎn)品在實(shí)際使用是的工作參數, 需要利用電子負載的恒流(CC)或是恒阻(CR)工作模式。 也就是說(shuō), 在測試過(guò)程中通過(guò)改變被測電源的工作電流, 來(lái)驗證電源輸出工作電壓的穩定性、效率、瞬態(tài)特性及其它特性。
為了提高測試精度, 就必須考慮電子負載的這兩種工作模式對被測電源產(chǎn)品的影響。 有觀(guān)點(diǎn)認為測試電壓源時(shí),恒流和恒阻負載可以互換。該觀(guān)點(diǎn)在一定程度上正確,但有些條件下可能會(huì )有問(wèn)題,因為這兩種負載的工作模式對被測電源的性能存在明顯不同的影響。
首先,我們探討靜態(tài)時(shí)的工作性能。 我們以此為例, 分別對一個(gè)零輸出電阻的理想電壓源,例如穩壓電源, 以及電池這樣的非理想電壓源進(jìn)行測試。在電池中, 由于存在內阻, 因此通常被視為非理性的電壓源。 在圖1所示中, 兩個(gè)電源擁有相同的開(kāi)路電壓。電源輸出特征上方是兩條負載線(xiàn):恒流負載線(xiàn)和恒阻負載線(xiàn)。如圖所示,理想電壓源的電壓曲線(xiàn)(Ideal Voltage Source), 當負載的牽引電流發(fā)生變化時(shí),或是外接電阻發(fā)生變化時(shí), 電壓輸出將保持穩定。 但是, 對于電池這樣的非理想電壓源, 由于內阻的存在, 隨著(zhù)牽引電流的增大, 或者外部電阻的下降,內阻消耗的電壓上升,導致輸出電壓(端電壓) 的下降。 如圖中的Non-Ideal Voltage Source 曲線(xiàn)。

圖 1:理想/非理想電壓源的恒流和恒阻負載特性
恒流負載經(jīng)常用于電源產(chǎn)品的靜態(tài)測試,使被測電源在指定電流輸出時(shí),精確測量到的工作電源電壓。 恒流負載此時(shí)模塊的被測電源的工作環(huán)境,而設置的時(shí)候, 也無(wú)需考慮被測電源輸出電壓高低,或者是否符合標準。電池等非理想電壓源較為復雜,通常需要測量指定恒流和恒阻負載條件下的技術(shù)指標,以表征在實(shí)際應用環(huán)境中的負載特征。 鑒于電池輸出電壓(端電壓)與負載相關(guān),在實(shí)際的測試過(guò)程中, 需要分別表征它在恒流或恒阻工作模式下的工作特性。
現在,我們討論動(dòng)態(tài)性能。恒流負載對電源啟動(dòng)、瞬態(tài)性能和穩定性的影響高于恒阻負載。在電源啟動(dòng)時(shí),起初始輸出電壓為零,而恒阻負載啟動(dòng)時(shí)的電流需求為零。 但是,恒流負載則需要全電流, 它可能導致有些電源無(wú)法正常啟動(dòng)。由于電流需求取決于電壓,恒阻負載具有阻尼效果,電流需求可以隨瞬態(tài)電壓的升高或降低而增加或減少,因此對被測電源瞬態(tài)響應和穩定性的影響較小。恒流負載則不具有類(lèi)似效果,它會(huì )降低電源的瞬態(tài)響應和穩定性。在實(shí)際工作中,使用恒流或恒阻負載取決于被測電源技術(shù)指標規定的測試條件。
對于電池這樣的非理想電源,其性能也會(huì )受到動(dòng)態(tài)因素影響, 這主意由于電池本身的內阻和復雜的放電特性決定的,這也是我們常說(shuō)的電池輸出響應模型。 這個(gè)電池模型, 決定了電池的輸出端電壓會(huì )隨著(zhù)電流變化而變化。