TWI356179B - Electronic load apparatus - Google Patents
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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
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