容易自製的電子負載電路

wish

在電子產品尤其是電源產品的生產檢驗過程中，經常需要對產品的各項電氣性能進行測試，如輸出特性參數等，其中經常要用到電子負載，電阻器就是最常用也是最簡單的一種電子負載，但由於它不具有恆流負載的特性，在許多測試場合並不適用，同時由於它是繞製的，還帶有一定的電感性。為此有不少電子工程師購買了專用電子負載，但這類設備通常比較昂貴，而且體積較大、攜帶不便，同時還必須在有外部電源的場合才能使用，本文給大家介紹一種無需外部電源的可調式恒流電子負載，其成本很低，電路體積小，具有純阻特點，並且容易自製。
其電路如下圖所示：



圖中的 N1 為三端可調精密穩壓二極體AZ432，其特性類似於TL431，只是它的基準電壓為1.25V，而TL431為2.5V ，它的等效電路如下圖。當AZ432的R輸入端電壓大於1.25V的基準電壓時，等效電路圖中的運放輸出電壓變高，使NPN三極管由截止嚮導通轉變，反之，當R端電壓小於1.25V時，該三極管由導通向截止轉變，使之達到調整的目的。



整個電路工作原理分析如下：
        將電源按圖示極性接入該電路，此時N1呈截止狀態，V1迅速導通，並使V2也導通，電流經R2、V2的C極、V2的E極、R5返回到電源負極。隨著電流迅速增大，R5上的電壓也越來越高，當R5兩端的電壓在R3、R4上的分壓值達到1.25V時，N1導通，使V1基極的電壓下降，V1、V2的基極電流都減小，流過V2的C極電流也隨之減小，並保持恒定，使N1的R端保持在1.25V，而一旦電流變大或變小，會使N1的R端電壓偏離1.25V，此時N1的導通狀態就會改變，並控制V1與V2的基極電流，從而使V2的C極電流在R5上的壓降保持恒定，成為一個非常穩定的恒流電子負載。
        R3起調節恒流值的作用，如圖中所設參數，當R3為0Ω時，該電子負載可設的最小恒流值為Imin=1.25V/R5=0.379A，當R3為最大30k時，電子負載可設的最大恒流值為Imax=(R3+R4)/R4*1.25V/R5=1.51A。通過調整R3或R5，就可以改變可調整的恒流值範圍。
        該電路適用於給大於4V電壓以上的電源作恒流電子負載，若電源電壓較低，可調的恒流範圍會比較有限，在電源電壓較高時，由於V2工作在放大狀態，管子上會有較大的功耗，因此需要加散熱片，R2電阻為幫助V2降低功耗用，可以不用，在電路中將其短路即可，這樣電路的可調範圍會更大。若所要求的電流負載電流較大，可以適當減小R5 的阻值。
       該電路也可對筆記本電腦電池進行恒流放電，計算其放電時間，可以得到電池準確的容量值。

再補上兩個100W的電路圖給大家參考。



規格已標在上圖右下方



0.1~10A/2~10V/100W 電子負載

cremaker

很好的文章.. 收下了..

這些零件應該都不難買吧..

macliu

老大
電阻除了有標w數的外
其他都是?1/4的嗎?

Mac

draculaxx

有標W數的應該是水泥電阻吧！

eson0724

受教了!!謝謝...

wooden

這個很實用的哦！看來我那個土炮假負載要來改一改了。

wish

回復 3# macliu

第一張圖的R2及R3也要使用大功率電阻。
其它的使用1/4W就足夠了。

wish

以前曾經跟大家提過，電源穩壓電路分為三種，一種是串聯式，一種是開關式，還有一種比較不常見，就是並聯式。
電子負載就是並聯式電源電路，這種電路我記得我曾經跟大家提過，可能音響版的版主比較熟悉，因為並聯式電源我也只在某牌的高級音響看過，因為年代久遠，我也不記得是那一牌的音響了，高級音響電路為何對它情有獨衷？因我本身對音響的鑑賞程度極差，大家有這方面的問題，可以請教音響版的版主，或是請版上對這方面有研究的朋友回答。
我不知道就不要亂開炮了！

hue505840

謝謝 W大大的用心
及圖文並茂的詳細解說
使我們這些菜鳥對電子負載電路的暸解又更進一步
辛苦ㄌ:sam31

e88885

電子材料行沒賣那
AZ432 替換 TL431
2SD1049 替換 2SD1047
可以嗎?
那要達到200W，是只要再並一個嗎?
http://bbs.pigoo.com/attachments/forumid_24/1011151551c3db36887d26d3ad.gif
謝謝喔~~

小林0833

可能程度還不到，有看沒有懂，有人有實物做出來了嗎?

ukwap

很好的負載電路圖
多謝分享

wish

回復 10# e88885

我曾要你先下載兩個Datasheet下來查，就可以知道有何不同之處，但是你卻回答說"感覺差一點點"，其實是有差別的。
你看一下AZ432的接法，在TL431或432的datasheet就有提到，請看下圖︰



當你使用上面這種接法時，VKA=VREF，你再看一下431及432的VREF是多少？


datasheet上清楚告訴你，431的VREF大約是2.5V。


432的VREF是1.25V。

其實如果你有注意看，datasheet的最上面就已經告訴你︰



上面的重點事項我已經告訴你，2SD1047與2SD1049的問題就留給你練習了。
那到底能不能代用？如果是港都狼仔或是雄爸爸等人，我相信當他們想做這個電路時，一定是從癈Power拆一個431，然後改一下就可以用了。
你會問這個問題，那表示你是初學者，我的建議是不要代用，否則徒增製作上的困難。
100W變200W的問題也是一樣，你先把100W做成功，再來想200W的問題，這樣才比較單純，否則也是跟上面431問題一樣，徒增製作上的困難而已。
不管成功失敗，要記得上來分享你的經驗喔！{:9_584:}

tim963721

論壇中有好多有心人的分享,令小弟可以好好交流學習,真感謝你們  謝謝分享

小弟最近買了一個電子負載套件內附有電路圖,其中有用到MCU做為核心,雖然MCU沒法知道內部程序,但週邊電路還是可參考一下,貼上來分享...

antlu

回復 1# wish

100W的電子負載我用過一陣子,方便好用!加個二極體保護IC可以避免極性接反造成IC燒毀!!

antlu

回復 11# 小林0833


    我做過!!還蠻好用的!! IC 的VCC加二極體避免極性接反燒IC!!

antlu

回復 14# tim963721

感謝分享!! 最近我開始使用微控電子負載,優點是 可以顯示電壓電流&功率,還有設定電壓降到設定值之後切斷負載,這方面作為電池放電非常好用,唯一缺點就是要外加電源(12V) 他沒有附上電路圖,操作說明弱了一些,但是不貴(NT:700元吧!) 大陸制的真是便宜又大碗!!

stevencli

終於看到"電子負載"這黑盒子裡面的電路了,讚!

bbspill

感謝, 我想再去買個電流表加上去.

gi0001tw

論壇中有好多有心人的分享,令小弟可以好好交流學習,真感謝你們  謝謝分享

小弟最近買了一個電子負載套件內 ...
tim963721 發表於 2011-3-27 06:02 PM http://bbs.pigoo.com/images/common/back.gif

您這個是GandF的作品嗎？
能否分享一下使用心得？
肖想做一個這個東西很久！

tim963721

您好 是的 ! 有附使用說明,小弟已裝妥但不會使用...小弟最近忙,改天找個時間好好研究怎操作...

gi0001tw

回復 21# tim963721

製作過程需要注意些什麼？

tim963721

材料中的PCB印刷,零件值或極性都標的很清楚,跟著插件就行了! 沒啥特別的注意事項...

gamepower68

回復 wish 的帖子

請問，WISH大大所提的這個的意思是：把TL431的Vref用分壓得方式降成1.25v嗎？
小弟不材，謝謝。