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          起直流穩(wěn)壓(流)電子負載核心作用的功率 MOSFET

          作者: 時間:2005-06-07 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
            設(shè)計人員都用來測試電源,如太陽能陣列或電池,但商用很昂貴。你只要將 在其線性區(qū)內(nèi)使用,就可制作出自己的(圖 1)。該負載采用兩個簡單的反饋回路。 用作一個穩(wěn)流模式下的電流源或模式下的電壓源。設(shè)計師在描述電壓源的特性時都使用穩(wěn)流模式,因為在穩(wěn)流模式下,電源必須提供電子負載中設(shè)定的電流值。設(shè)計師都將模式與電流源一起使用,因為模式會迫使電源在負載設(shè)定的電壓下工作。

            在電流模式下,RSHUNT檢測ILOAD,檢測得到的電壓反饋給運算放大器 IC1A的反相輸入端。由于運算放大器的直流增益在線性反饋工作區(qū)內(nèi)很高,反相輸入端保持與非反相輸入端相等,即相當(dāng)于VIREF。放大器產(chǎn)生自己的輸出值,以使 Q2和Q3工作于線性區(qū),因而會消耗電源的。源極電流值與電流環(huán)基準(zhǔn) VIREF 成正比,即ILOAD=VIREF/RSHUNT??衫靡粋€連接到穩(wěn)定電壓基準(zhǔn)上的電阻分壓器設(shè)定 VIREF,或者使用來自一個基于PC的I/O卡的D/A轉(zhuǎn)換器輸出,以實現(xiàn)靈活的配置。
            電壓工作模式的情況與電流模式相同,只不過檢測的變量是輸出電壓,這一輸出電壓是經(jīng)過分壓器RA/RB衰減的,所以電子負載的工作電壓比運放電源電壓高。檢測出的電壓被反饋到 IC1B 的非反相輸入端,MOSFET 再次工作在線性區(qū)。負載電壓VLOAD=VVREF(RA+RB)/RB。

            CA3240型雙運放IC1可以在輸入電壓低于負電源電壓的情況下工作,這對單電源供電非常有用,然而,如果你有對稱電源,那就可以采用任何運放。繼電器 K1通過一根驅(qū)動Q1 的數(shù)字控制線來切換工作模式。MOSFET 是至關(guān)重要的;你可以增加這個并聯(lián)使用的IRF150器件,以提高電流承受能力,因為IRF150具有正的溫度系數(shù),從而可均衡流過兩只并聯(lián) MOSFET的電流。由于電路中使用兩只 MOSFET,電子負載可承受10A 電流,功耗大于 100W,所以使用一只散熱器和小風(fēng)扇是個好主意。
            本電路適用于描述有兩種電源模式的光伏電池模塊的特性。采用本電路和基于PC的設(shè)置時,Helios技術(shù)公司(www.heliostechnology.com)的一個光伏電池模塊的I-V特性曲線表明有一個區(qū)在VMPP(最高點的電壓)以上,在VMPP這一電壓下,陡峭的過渡與一個電壓源相對應(yīng)(圖2)。在低于 VMPP 的電壓下,光伏電池模塊猶如一個電流源。一般情況下,用一個簡單的電流模式電子負載描述I-V 特性曲線這一平坦區(qū)的特性是很困難的,因為電壓輸出對電流的微小變化很敏感,因此,恒定電壓模式負載就是一種較好的選擇。


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