TWI356179B - Electronic load apparatus - Google Patents

Description

1356179 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種電子負載裝置，尤其關於/種用於 電源測試之電子負載裝置。 【先前技術】 對於電源產品而言’於出廢前進行檢驗是一道必不可 夕之工序。此外’部份電子產品中在出廢時都已經裝配了 電源因此，在工廠生產時，檢測電源亦有相當必要。常 見地，人們使用模擬之負載裝置以測試電源之電氣性能， 該等負載裝置可以模擬出電源於工作狀態時所帶載荷。將 存測電源加載於該等負載裝置上時，可以測出電源於模擬 工作狀態下之特性。 。模擬之負載裝置通常有兩種類型：第一種是由電阻 15、，電容器、電感器等無源器件構成，此種負載之參數大 :調節起來非常不方便，而且其參數穩定性不高，受環境 :濕度影響較大，因而不能有效地檢驗出待測電源之性 =種疋由早片機及電阻器等構成之電子負載，此種 穩定性第一種負載之參數大小調節不方便、 電子但是使用單片機作為構成元件使得該 貝戟之功耗增大，且成本大幅提高。 【發明内容】 1356179 有雲於此彳必要提供一種具有較低功耗、低成本的 電子負載裝置。 日-種電子負載裝£包括電源供給電路、電流控制電路 及里測"面電路。該電源供給電路用於向該電流控制電路 提供工作電Μ。該電源供給電路包括相連接之電屢調節單 元及比較放大單元’該電㈣節單元之電㈣出端連接到 該比較放大單元之同相輸入端’該比較放大單元之反相輸 入端連接到該電流控制電路之輸出端。該電流控制電路及 該量測介面電路串接於待測電源上。該電流控制電路用於 控制流入該量測介面電路之電流大小。該量測介面電路用 於向測量儀器提供接入介面。 旦上述電子貞餘置通過在㈣流㈣電料調節流經 έ里七丨面電路的電流，以及調整該量測介面電路，可以

調即負載的大小1而可以在不使用單片機的情況下達到 :待測電源進行量測的效果，降低了電子負載裝置的 耗、成本。 【實施方式】 如f 1所不，其為較佳實施方式之電子負載裝置功能 :不思圖。該電子負載裝置10包括電源供給電路12、f 提路14及量測介面電路16。電源供給電路12用於 楗供-個穩定之工作電壓，以供 後續雷玖丁从 貝戟裝110之其他 電路工作之用。電流控制電路14與量測介面電路 1356179 串聯後被接入到待測電源20之正負極之間，成為待測電源 20之負載；同時電流控制電路14之輸出電壓還被回饋到電 源供給電路12。當電流控制電路14被接入待測電源20時， 其可以控制輸出到量測介面電路16的電流之大小。量測介 面電路16用於提供量測介面，以供測量儀器30接入。 如圖2所示，其為較佳實施方式之電子負載裝置10之 電路結構圖。電源供給電路12主要包括直流電源輸入端 122、穩壓單元124、電壓調節單元126、比較放大單元128 •及開關單元130。 直流電源輸入端122用於與一個外界之直流電源相連 接，接收該直流電源輸入之直流電壓。 穩壓單元124與直流電源輸入端122相連，從而對該 直流電源輸入端122提供之直流電壓進行穩壓操作，消除 該直流電壓中可能存在之紋波電壓。較佳地，該穩壓單元 124為一個三端穩壓集成塊，如LM7812穩壓器，該LM7812 |穩壓器可以輸出一個穩定的正極性12V電壓。 電壓調節單元126用於接收該穩壓單元124之輸出電 壓，在此基礎上經由使用者調節並輸出一個經調節之電 壓。如圖2所示，該電壓調節單元126包括兩個相並聯之 支路，其中一個支路由電阻器Rl、R12串聯而成，另一支 路由電阻器R3、變阻器W1串聯而成，兩支路之一端經由 一個限流電阻R2連接於穩壓單元124之輸出端，另一端接 地。該電壓調節單元126亦包括一個可編程精密參考Q6。 該可編程精密參考Q6亦與該二個支路相並聯，其參考端連 W6179 .接於電阻R1和電阻Rl2 R!，之大小，即可調節該猎由調節電阻 壓。變阻器W1之阻佶，程精达、參考Q6之輸出電 值可調，稭由調節其阻值，使得竽雷# 調節單元126可以輸出—個 便件该電屋 元128。 個了被調即之㈣到比較放大單 較佳地，該可編程精密必老 密來老^ ,枉積在參考Q6為TL43!三端可編程精 ， ㈣有—個基準電麼，其輸出㈣由以下公 . u0^vrJ1+IL) :之二出雪严^，其為該可編程精密參考Q6兩 之輸出㈣’仏奶分別為電阻Ri、⑽之阻值大小， 二SI編程精密參考之内部參考電厂堅。較佳地，該内 邛參考電屋K為2.5V。 元二m之同相輸入端（+)接入電屋調節單 兀126之輸出電壓及 之耠…以 ㈠與電流控制電路14 =^電性相連。較佳地，該比較放大單元ΐ2δ為一種 :放=U2。當電壓調節單元126中之變阻謂被設 :’電壓調節單元126即輸出一個穩 :出二較放大單元128之同相輸入端⑴被作為參:電 ’ ^控山制電路14之輸出端連接到比較放大單元128之 關單J1端（）’比較放大單元128之輸出電壓被作為開 關早疋130之開關控制電壓。 ^關單元130可以為一個三極管Q1，其基極藉由一個 連接於比較放大單元128之輸出端，集電極通過電 C $ 10 13.56179 阻R6連接於穩壓單元124之輸出端，發射極通過電阻R7 連接到電流控制電路14之控制輸入端。當該開關單元130 打開時，發射極發出控制電壓到電流控制電路14。 電流控制電路14為一系列功率電晶體相並聯而成，該 功率電晶體還可以是功率MOSFET (金屬氧化物半導體場 效應管）或 IGBT ( Insulated Gate Bipolar Transistor，閘極 絕緣雙載子型電晶體），以下以IGBT為例作一說明。 以相互並聯之各IGBT支路中的一支為例，其包括一個 ® IGBT Q2、一個與IGBT Q2之閘極相連的電阻R8、以及一 個與IGBT Q2的汲極相連的二極體D1。IGBT Q2之閘極經 由電阻R7、R8與開關單元130之輸出端，即三極管Q1之 發射極相連。二極體D1之正極與待測電源20之正極相連， 負極與IGBT Q2的汲極相連。IGBT Q2之源極與量測介面 電路16相連接。藉由更換不同之IGBT，可以獲得不同之 輸出電流到量測介面電路16。由於IGBT Q2具有較高的耐 •壓特性，可以耐受幾百甚至上千伏之電壓，且在其導通區 内的線性度極高，使得該電子負載裝置10可以在較寬之待 測電壓範圍内工作，並具有較佳之線性度。 量測介面電路16之一端連接於電流控制電路14之輸 出端，另一端連接於待測電源之負極。較佳地，該量測介 面電路16為一系列電阻R15、R16、R17、R18......並聯而 成。該等並聯電阻可以對電流控制電路14之輸出電流進行 分流，從而當測量儀器30接入到量測介面電路16兩端時， 可以測量到量測介面電路16兩端電壓之大小。被接入待測 11 1356179 電源20之負載包括有電流控制電路i4及量測介面電路 16，而由於電流控制電路14使用的是具有較好線性度之 IGBT目％可以方便地計算出待測電源之電流特性、電壓 特徵及功率特性等。 上迷電子負載裝置 k任電流控制屯吟i 4f γ接入 不同之IGBT、在里測介面電路16中接入不同之並聯電阻， :以調即該電子負載之大小；而通過調節電壓調節單元⑶

=變Ph wi ’還可以控制開關單元i3g之開啟與關斷； 因而可以在不使用單片機的情沉下達到對待測電源進行量 Z之效果’降低了電子負載裝置1()之功耗、成本。此外， 作時線性度較高，對於量測之後續處理而言非 ^方便；上述電子負載裝置1G還十分方便於進行功能擴 將該電子貞餘置作為—個魏模組 盆 他功能模线行整合，而實現更為全㈣功^ …、 綜上所述，本發明符合發明專利要 =技:之者僅為本發明之較佳實施例，= 或變化m含心讀神麟之等效修部 下之申睛專利範圍内。 12 i S ) 【圖式簡單說明】 二）:較佳實&方式之電子負餘置功能結構示意圖。 圖2為較佳實施方式之電子負載裝置之電路結構圖。 【主要元件符號說明】 1 〇電源供給電路 14量測介面電路 20測量儀器 122穩壓單元 126比較放大單元 130 12 16 30 124 128 電子負裁裝置 電流控制電路 Φ待測電源 •直流電源輸入端 電壓調節單元 開關單元

Claims (1)

1356179 十、申請專利範圍： 1. 一種電子負載裝置，其改良在於：該電子負載裝置包括 電源供給電路、電流控制電路及量測介面電路，該電源 供給電路用於向該電流控制電路提供工作電壓，該電源 供給電路包括相連接之電壓調節單元及比較放大單 元’該電壓調節單^之電壓輸出端連接到該比較放大單 元之同相輸人端，該比較放A單元之反相輸人端連接到 該電流控制電路之輸出$;該t流控制電路及該量測介 面電路串接於待測電源上，該電流控制電路用於控制流 入該量測介面電路之電流大小’該量測介面電路用於向 测量儀器提供接入介面。 2·如申請專利範圍第1項所述之電子負載裝置，其中··該 電壓調節單元包括串聯電阻支路及可編程精密參考，： 二：:：支路包括至少兩個相互串聯之電阻器，該可編 私精选參考之正貞極連接於料聯電阻支路兩端，対 =程精密參考之參相賴於該相互_聯之電阻器之 3. 4. 申明專利範圍第2項所述之電子負載裝 電壓調節單元還包括至少一個可調電阻， 該串聯電阻支路相並聯。 如申請專利㈣第2項所述之f子負載裝 置，其中··該 該可調電阻與 置，其中：該 1356179 u〇-yR*{u R1 可編程精密參考之輸出電壓由公式 — ΤΙ /決定，其 中。為該可編程精密參考之輸出電壓，幻、幻2分別…' 串聯電阻支路中連接於該可編程精密參考之參考 邊的電阻ϋ樣值大小，[為料編程精密參考^ 參考電壓。 門。Ρ 5. 如申請專利範圍第4項所述之電子負載裝置，其中1 可編程精密參考為TL431三端可編程精密參考〜 6. 如中4專利範圍第i項所述之電子貞㈣置， 電壓調節單元包括直流電源輸祕·μ 用於接收直紅作㈣。 雜入端 7·如申4專利範圍第6項所述之電子負㈣置， 電魔調節單元還包括至少一個可調電阻，該可調電阻= 接於該直流電源輸入端與該比較放大單元之門 節輸出到該比較放大單元之電壓大小。用於調 圍第1項所述之電子負载裝置，其中:該 路包括開關單元’該開關單元根據該比較放 流控::電路輸出電財選擇地將該工作電壓提供給該電 之 範=δ項所述之電子負载裝置’其中:該 輪為二極管’該三極管之基極與該比較放大單元 目連’該三極管之集電極連接該工作電壓，該 15 S 9 ^06179 . 三極管之發射極連接到該電流控制電路。 讥如申請專利範圍第i項所述之電子負載裝置其中·該 =供給電路包括穩壓單元，該穩壓單元可接收外界之 直流電源之輸人電塵，並據此輸出穩^之卫作電麼。 如申請專利範圍第10項所述之電子負載農置，其中： 該穩壓單元為LM7812穩塵器。 12. 如申請專利範圍第1項所述之電子負载裝置，其中：該 電流控制電路包括至少—個功率電晶體，該功率電晶體 之汲極與源極分別連接待測電源之正負極，該功率電曰 體之閘極連接該工作電壓。 曰曰 13. 如申請專利範圍第12項所述之電子負载裳置，㈠. 晶體還可以為功率金屬氧化物半導體場效應 官或閘極絕緣雙載子型電晶體。 14. 如申請專利範圍第}項所述之電子 量測介面電路包括至少二個相互並聯的上其中:該 15. 如申請專利範圍第14項所述之電子負載裝置，其. 該測篁儀器並聯於該等電阻器兩端。 〇中 16. 如申請專利範圍第1項所述之電子負载裝置，其^ 比較放大單元為運算放大器。 該 16