本發(fā)明涉及的是一種電子負載，特別涉及的是一種可編程模塊化直流電子負載。

背景技術(shù)：

電子負載是根據(jù)電子元件吸收電能并將其消耗而設計的一種負載，它的電子元件一般為功率場效應管（powermos）、絕緣柵雙極型晶體管（igbt）等。在傳統(tǒng)的應用中，電阻是我們很熟知的一種負載，它可以作為消耗電能的載體。而這種傳統(tǒng)的負載有很多弊端。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，電子負載將會逐漸的替代傳統(tǒng)負載。電子負載主要用功率半導體器件替代了電阻，使得對負載阻值更容易更改與控制，穩(wěn)定性也會相應的提高，可以說，電阻負載的出現(xiàn)克服了傳統(tǒng)負載的諸多弊端。同時，我們可以根據(jù)自己的需求設計不同的電子負載，已滿足人們的不同需求，即使是一些特殊波形曲線的負載。這在電阻等傳統(tǒng)負載是不可實現(xiàn)的。而且，應用電阻負載的一些配套設備也得到了快速的發(fā)展，這對于電子負載的快速穩(wěn)定發(fā)展具有重要意義。

人們生活的眾多領(lǐng)域中都會用到負載測試，比如各種通訊電源試驗，發(fā)電機、電動機出廠試驗等，現(xiàn)在很難想象哪一種測試會不應用電子負載，電子負載已經(jīng)逐漸的滲入到了我們的生活，并發(fā)揮著重要的作用。當前，國內(nèi)外對電子負載的研究已進入白熱化，很多廠家都在研發(fā)應用于特殊情況的電子負載。對于測試所用負載，國內(nèi)外的境況差不多，大部分在使用靜態(tài)負載的傳統(tǒng)方法，靜態(tài)負載包括我們常見的電阻、電阻箱等，但這種傳統(tǒng)的方法缺點太多，比如散熱不好、操作不方便、準確率不夠等等，根本達不到人們預期的目標。人們對于測試較關(guān)心的是輸出電流要恒定，本身帶有輸出接口，阻值等參數(shù)可隨意調(diào)節(jié)等，目前，上述很多指標還難以達到。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種散熱好、操作方便、準確率較高的應用于負載測試的可編程模塊化直流電子負載。本發(fā)明由單片機控制器、液晶顯示電路、鍵盤輸入電路、d/a轉(zhuǎn)換電路、電壓電流采樣電路、負反饋控制回路和電源電路組成；其中顯示電路、鍵盤輸入電路與控制電路連接；控制電路與電流電壓轉(zhuǎn)換電路相連。核心控制器部分采用單片機，控制器從外界接收輸入數(shù)值，并通過d/a轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生基準電壓，pi控制器將輸入的實際數(shù)值與通過d/a轉(zhuǎn)換的基準電壓進行比較。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

可編程模塊化直流電子負載，其特征是：由控制電路、液晶顯示電路、鍵盤輸入電路、d/a轉(zhuǎn)化電路、電壓電流采樣電路、負反饋控制回路和電源電路組成；其中液晶顯示電路、鍵盤輸入電路與控制電路連接；控制電路與d/a轉(zhuǎn)化電路和電壓電流采樣電路相連；所述d/a轉(zhuǎn)化電路連接負反饋控制回路；所述電壓電流采樣電路和負反饋控制回路均連接電源電路。

控制電路采用stc89c52單片機，控制電路從外界接收輸入數(shù)值，并通過d/a轉(zhuǎn)化電路產(chǎn)生基準電壓，pi控制器將輸入的實際數(shù)值與通過d/a轉(zhuǎn)化的基準電壓進行比較。

負反饋控制回路由d/a轉(zhuǎn)化器、pi調(diào)節(jié)器，mos管構(gòu)成；其中d/a轉(zhuǎn)化器連接pi調(diào)節(jié)器，pi調(diào)節(jié)器連接mos管。

電子負載系統(tǒng)分為軟件和硬件兩大部分。在進行系統(tǒng)設計時，充分考慮了價格、工作速度、開發(fā)成本、可靠性和可實現(xiàn)性等因素，綜合分析了軟件和硬件的特點，本著合理分配資源的原則，對于軟硬件進行了合理的安排部署，以發(fā)揮其最大功效。

電子負載系統(tǒng)的硬件部分包括以下7部分：

（1）單片機的選擇與輸入輸出端口的分配；

（2）液晶顯示器；

（3）鍵盤輸入；

（4）d/a轉(zhuǎn)換；

（5）電壓電流采樣；

（6）負反饋控制回路；

（7）電源電路。

電子負載系統(tǒng)的軟件程序部分包括以下兩部分：

（1）按鍵信息程序和液晶顯示輸出程序。

（2）電壓電流采樣程序、a/d轉(zhuǎn)換程序、d/a轉(zhuǎn)換程序。

本次設計主要是為了完成能夠工作于恒流模式下的電子負載的制作，負反饋控制回路是核心部分，而mos管是負反饋控制回路的核心器件，在這里mos管不只是作為控制器件，還可以充當你要測試的電源負載。pi控制器控制可以起到調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差,比例調(diào)節(jié)就會產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用以減少偏差，而積分調(diào)節(jié)的作用是使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差，只要有誤差存在，積分調(diào)節(jié)就會起到作用，直至誤差被完全消除，積分調(diào)節(jié)才會停止。核心控制器部分采用單片機來完成，stc89c52是一種低功耗、高性能的微控制器，它可以從外界輸入數(shù)值，并通過d/a轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生基準電壓。這時，pi控制器就會起作用了，它會將你輸入的實際數(shù)值與通過d/a轉(zhuǎn)換的基準電壓進行比較，得到兩者之間的偏差，從而控制誤差，并最終實現(xiàn)恒流模式工作的目的。為了便于觀察，本系統(tǒng)設計了液晶屏幕顯示模塊，它可以即時的顯示當下的電壓和電流。但我們剛接收的信號是模擬的，這就需要進行模數(shù)間的轉(zhuǎn)換，本系統(tǒng)a/d轉(zhuǎn)換器可以實現(xiàn)模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。再通過程序的編寫，將轉(zhuǎn)化的最終結(jié)果用液晶屏顯示出來。

本發(fā)明的優(yōu)點：

（1）本發(fā)明中的各個部分都是應用模塊化設計出來的具有很好的通用性，其中鍵盤和lcd顯示模塊很好的實現(xiàn)了人機交互。

（2）本發(fā)明中應用了mos管，這樣不僅使得整個系統(tǒng)的速度快，而且不會產(chǎn)生靜態(tài)的功率損耗，mos管柵極阻抗無限大，是一種通過柵源極電壓控制輸出電流的電壓控制型器件，這樣不僅更加省電，而且更易驅(qū)動。

附圖說明

圖1為系統(tǒng)的原理框圖。

圖2為系統(tǒng)軟件流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述：

實施例1

結(jié)合圖1，圖1為系統(tǒng)的原理框圖。本發(fā)明是一種操作方便、功能強大的新型電子負載設計方案。電路中主要包括核心控制器stc89c52單片機以及鍵盤電路、led顯示電路、da輸出控制電路、ad轉(zhuǎn)換電路等。本電路最重要的部分是負反饋控制回路，采用負反饋有很多優(yōu)點，比如提高放大器增益的穩(wěn)定性，減少放大器失真，提高放大器的信噪比等。本論文采用的負反饋回路能通過改變mos管的柵極電壓來改變內(nèi)阻的阻值，這也是電子負載工作在恒流模式下的基礎(chǔ)部分。

它改進了傳統(tǒng)的設計方法，熟練的應用了軟件部分功能，而不是完全的依賴于硬件，這樣一來使得生產(chǎn)成本瞬間降低了，電子負載也得到了良好的推廣。以前的很多設計方案都沒有對mos管進行進一步的發(fā)展，從而使整個電路很難操控。mos管的輸入電阻特別大，一般都是兆歐級別的，因此較容易驅(qū)動，非常適用于以小電壓控制大電流的情況。在本軟件的負反饋回路中，mos管是其中的主要部分，必須要嚴格控制它的導通和關(guān)斷時間來獲得所需的工作電壓、電流。本系統(tǒng)的負反饋控制回路就能實現(xiàn)mos管導通角的不斷變化，以此來提高測試精度。電子負載系統(tǒng)的硬件部分包括以下7部分：

（1）單片機的選擇與輸入輸出端口的分配；

（2）液晶顯示器；

（3）鍵盤輸入；

（4）d/a轉(zhuǎn)換；

（5）電壓電流采樣；

（6）負反饋控制回路；

（7）電源電路。

實施例2

結(jié)合圖2，圖2是系統(tǒng)軟件流程圖。可以看出整個系統(tǒng)是這樣運行的：

（1）對整個系統(tǒng)進行初始化；

（2）進行按鍵掃描處理；

（3）d/a轉(zhuǎn)換產(chǎn)生基準電壓；

（4）電壓電流采樣a/d轉(zhuǎn)化；

（5）液晶顯示程序；

（6）檢測電源是否完成，如果沒有完成返回（2），如果已經(jīng)完成則結(jié)束這次程序。