本發(fā)明涉及電子負(fù)載，特別是涉及一種電子負(fù)載電路及其帶載能力測試方法。

背景技術(shù)：

1、電子負(fù)載在電源測試、電子元器件測試以及半導(dǎo)體器件測試中起著至關(guān)重要的作用。它們通過模擬實(shí)際工作條件下的負(fù)載，幫助驗(yàn)證電源設(shè)備和電子元器件的性能、穩(wěn)定性和可靠性。然而，現(xiàn)有的電子負(fù)載設(shè)備存在一些顯著的問題。

2、傳統(tǒng)的電子負(fù)載設(shè)備通常采用高精度控制電路和高性能元器件，價(jià)格昂貴。這對于研發(fā)預(yù)算有限的單位來說，構(gòu)成了一定的經(jīng)濟(jì)壓力，限制了其在研發(fā)和測試過程中的應(yīng)用。

3、此外，現(xiàn)有電子負(fù)載設(shè)備的結(jié)構(gòu)往往比較復(fù)雜。這種復(fù)雜性不僅增加了設(shè)備的成本，還導(dǎo)致操作和維護(hù)需要較高的技術(shù)水平。對于非專業(yè)用戶和中小型實(shí)驗(yàn)室，使用和維護(hù)這些設(shè)備可能會(huì)面臨較大困難，影響了測試效率和準(zhǔn)確性。

4、更為重要的是，許多傳統(tǒng)電子負(fù)載設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)主要針對高壓大功率應(yīng)用，對低壓環(huán)境下的應(yīng)用支持較少。這一特點(diǎn)使得它們在測試一些低壓半導(dǎo)體器件或小型電源模塊時(shí)表現(xiàn)不佳。特別是在芯片數(shù)字、模擬引腳和芯片內(nèi)部ldo（低壓差線性穩(wěn)壓器）驅(qū)動(dòng)能力測試等低壓應(yīng)用中，現(xiàn)有電子負(fù)載設(shè)備的性能往往受到限制，無法提供準(zhǔn)確穩(wěn)定的負(fù)載，從而影響測試結(jié)果的可靠性。

5、這些問題導(dǎo)致了低壓半導(dǎo)體器件測試的困難，特別是在需要精確控制負(fù)載條件的情況下。缺乎適合低壓環(huán)境的、價(jià)格合理且易于操作的電子負(fù)載設(shè)備，嚴(yán)重制約了相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種電子負(fù)載電路及其使用方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中電子負(fù)載設(shè)備價(jià)格昂貴、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且在低壓應(yīng)用中適應(yīng)性差的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電子負(fù)載電路，包括運(yùn)算放大器、控制元件、參考電壓生成單元、至少一個(gè)取樣電阻、第一開關(guān)組和第二開關(guān)。所述控制元件的控制端與所述運(yùn)算放大器的輸出端連接，輸入端作為所述電子負(fù)載電路的輸入端。所述參考電壓生成單元的輸出端可選擇性地連接到所述運(yùn)算放大器的輸入端。所述至少一個(gè)取樣電阻的一端與所述控制元件的輸出端連接，另一端接地。所述第一開關(guān)組用于選擇性地將所述參考電壓生成單元的輸出端連接到所述運(yùn)算放大器的反相輸入端或同相輸入端。所述第二開關(guān)用于選擇性地將所述控制元件的輸出端連接到所述運(yùn)算放大器的反相輸入端。通過控制所述第一開關(guān)組和第二開關(guān)的開閉組合，并調(diào)節(jié)所述參考電壓生成單元的輸出，實(shí)現(xiàn)包括恒流、恒壓、恒阻和恒功率在內(nèi)的多種負(fù)載控制模式。

3、進(jìn)一步地，所述第一開關(guān)組包括第一開關(guān)組第一開關(guān)和第一開關(guān)組第二開關(guān)。所述第一開關(guān)組第一開關(guān)的一端與所述參考電壓生成單元的輸出端連接，另一端與所述運(yùn)算放大器的反相輸入端連接。所述第一開關(guān)組第二開關(guān)的一端與所述參考電壓生成單元的輸出端連接，另一端與所述運(yùn)算放大器的同相輸入端連接。

4、具體地，所述電子負(fù)載電路還包括第三開關(guān)，其一端與所述電子負(fù)載電路的輸入端連接，另一端與所述運(yùn)算放大器的同相輸入端連接。

5、所述參考電壓生成單元包括精密電阻和可調(diào)電位器。所述精密電阻的一端連接電源，所述可調(diào)電位器的一端與所述精密電阻的另一端連接形成參考電壓輸出端，另一端接地。

6、所述控制元件為三極管或mos管，其基極或柵極作為控制端，集電極或漏極作為輸入端，發(fā)射極或源極作為輸出端。

7、進(jìn)一步地，所述電子負(fù)載電路還包括限流電阻，串聯(lián)連接在所述運(yùn)算放大器的輸出端與所述控制元件的控制端之間。

8、所述電子負(fù)載電路還包括低通濾波單元和第四開關(guān)。所述低通濾波單元包括并聯(lián)的電阻和電容，所述第四開關(guān)用于選擇性地將所述低通濾波單元連接在所述控制元件的輸入端與控制端之間。

9、具體地，所述電子負(fù)載電路還包括多個(gè)取樣電阻和多個(gè)檔位開關(guān)。所述多個(gè)取樣電阻并聯(lián)連接在所述控制元件的輸出端與地之間。每個(gè)檔位開關(guān)的一端與對應(yīng)的取樣電阻串聯(lián)連接，另一端與所述第二開關(guān)連接，用于選擇所述多個(gè)取樣電阻中的一個(gè)或多個(gè)。

10、所述多個(gè)取樣電阻的電阻值按照預(yù)設(shè)比例遞增，相鄰取樣電阻的電阻比值為10:1。

11、所述第一開關(guān)組和第二開關(guān)為拔碼開關(guān)、跳線帽、繼電器或模擬開關(guān)中的一種或多種。

12、本發(fā)明還提供一種使用所述電子負(fù)載電路的帶載能力測試方法，包括以下步驟：確定被測對象的工作電壓范圍；根據(jù)所述工作電壓范圍選擇合適的取樣電阻；通過調(diào)節(jié)所述參考電壓生成單元中的可調(diào)電位器設(shè)置參考電壓；調(diào)節(jié)所述第一開關(guān)組和第二開關(guān)的開閉狀態(tài)以設(shè)定測試模式；將被測對象的輸出端連接到所述電子負(fù)載電路的輸入端，將被測對象的地連接到所述電子負(fù)載電路的地；通過調(diào)整所述參考電壓生成單元的輸出來調(diào)整負(fù)載參數(shù)，同時(shí)測量被測對象的輸出端電壓變化。

13、所述測試模式包括恒流模式、恒壓模式、恒阻模式和恒功率模式中的至少一種，每種模式通過特定的開關(guān)組合和參考電壓設(shè)置實(shí)現(xiàn)。在恒流模式下，斷開所述第一開關(guān)組第一開關(guān)，閉合第一開關(guān)組第二開關(guān)，斷開第三開關(guān)，閉合所述第二開關(guān)；在恒壓模式下，閉合所述第一開關(guān)組第一開關(guān)，斷開第一開關(guān)組第二開關(guān)，閉合所述第三開關(guān)，斷開所述第二開關(guān)；在恒阻模式下，斷開所述第一開關(guān)組第一開關(guān)，閉合第一開關(guān)組第二開關(guān)，斷開所述第三開關(guān)，閉合所述第二開關(guān)，同時(shí)根據(jù)目標(biāo)電阻值和輸入電壓動(dòng)態(tài)調(diào)整參考電壓；在恒功率模式下，斷開所述第一開關(guān)組第一開關(guān)，閉合第一開關(guān)組第二開關(guān)，斷開所述第三開關(guān)，閉合所述第二開關(guān)，同時(shí)根據(jù)目標(biāo)功率值和實(shí)時(shí)電壓動(dòng)態(tài)調(diào)整參考電壓。

14、所述帶載能力測試方法用于測試半導(dǎo)體器件的帶載能力，包括但不限于測試芯片數(shù)字引腳、模擬引腳或內(nèi)部低壓差線性穩(wěn)壓器的帶載能力。

15、本發(fā)明提供的電子負(fù)載電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，通過運(yùn)算放大器和控制元件的配合，實(shí)現(xiàn)了對負(fù)載電流、電壓、阻抗和功率的精確控制。該電路適用于低壓環(huán)境測試，特別適合芯片等低壓半導(dǎo)體器件的帶載能力測試。通過多個(gè)開關(guān)和精密取樣電阻的組合，實(shí)現(xiàn)了多檔位調(diào)節(jié)，滿足不同的測試需求。

16、進(jìn)一步地，本發(fā)明的電子負(fù)載電路通過參考電壓生成單元和多個(gè)開關(guān)的靈活組合，實(shí)現(xiàn)了恒流、恒壓、恒阻和恒功率等多種測試模式。結(jié)合低通濾波單元和限流電阻的設(shè)計(jì)，提高了電路的穩(wěn)定性和安全性。多個(gè)取樣電阻的設(shè)計(jì)使得電路具有更寬的測試范圍，能夠適應(yīng)不同規(guī)格的被測器件。這些特性使得本發(fā)明的電子負(fù)載電路在實(shí)際應(yīng)用中具有更高的靈活性和實(shí)用性。同時(shí)，通過使用拔碼開關(guān)、跳線帽、繼電器或模擬開關(guān)等多種開關(guān)類型，提高了電路的適應(yīng)性，可以根據(jù)實(shí)際需求選擇手動(dòng)控制或自動(dòng)化控制方式。

技術(shù)特征：

1.一種電子負(fù)載電路，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子負(fù)載電路，其特征在于，所述第一開關(guān)組包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子負(fù)載電路，其特征在于，還包括第三開關(guān)，其一端與所述電子負(fù)載電路的輸入端連接，另一端與所述運(yùn)算放大器的同相輸入端連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子負(fù)載電路，其特征在于，所述參考電壓生成單元包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子負(fù)載電路，其特征在于，所述控制元件為三極管或mos管，其基極或柵極作為控制端，集電極或漏極作為輸入端，發(fā)射極或源極作為輸出端。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子負(fù)載電路，其特征在于，還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子負(fù)載電路，其特征在于，還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子負(fù)載電路，其特征在于，還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子負(fù)載電路，其特征在于，所述多個(gè)取樣電阻的電阻值按照預(yù)設(shè)比例遞增，相鄰取樣電阻的電阻比值為10:1。

10.一種使用如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的電子負(fù)載電路的帶載能力測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的帶載能力測試方法，其特征在于，

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的帶載能力測試方法，其特征在于，用于測試半導(dǎo)體器件的帶載能力，包括測試芯片數(shù)字引腳、模擬引腳或內(nèi)部低壓差線性穩(wěn)壓器的帶載能力。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種電子負(fù)載電路及其帶載能力測試方法。該電路包括運(yùn)算放大器、控制元件、參考電壓生成單元、至少一個(gè)取樣電阻、第一開關(guān)組和第二開關(guān)?？刂圃目刂贫伺c運(yùn)算放大器輸出端連接，輸入端作為電路輸入端。參考電壓生成單元輸出端可選擇性連接到運(yùn)算放大器輸入端。取樣電阻一端與控制元件輸出端連接，另一端接地。第一開關(guān)組用于選擇性連接參考電壓到運(yùn)算放大器的反相或同相輸入端。第二開關(guān)用于選擇性地將控制元件的輸出端連接到運(yùn)算放大器的反相輸入端。通過控制開關(guān)組合和調(diào)節(jié)參考電壓，實(shí)現(xiàn)多種負(fù)載控制模式。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，適用于低壓環(huán)境測試，可精確控制負(fù)載參數(shù)，滿足芯片等低壓半導(dǎo)體的帶載能力測試需求。

技術(shù)研發(fā)人員：周智達(dá),羅靖,張武
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海海櫟創(chuàng)科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19