起直流稳压(流)电子负载核心作用的功率 MOSFET

设计人员都用直流电子负载来测试电源，如太阳能共模电感阵列或电池，但商用直流电子负载很昂贵。你只要将功率 MOSFET在其线性区内使用，就可制作出自己的直流电子负载(图 1)。该负载采用两个简单的反馈回路。MOSFET 用作一个稳流模式下的电流源或稳压模式下的电压源。设计师在描述电压源的特性时都使用稳流模式，因为在稳流模式下，电源必须提供电子负载中设定的电流值。设计师都将稳压模式与电流源一起使用，因为稳压模式会迫使电源在负载设定的电压下工作。

在电流模式下，RSHUNT检测ILOAD，检测得到的电压反馈给运算放大器 IC1A的反相输入端。由于运算放大器的直流增益在线性反馈工作区内很高，反相输入端一体电感器保持与非反相输入端相等，即相当于VIREF。放大器产生自己的输出值，以使 MOSFET Q2和Q3工作于线性区，因而会消耗电源的功率。源极电流值与电流环基准 VIREF 成正比，即ILOAD=VIREF/RSHUNT。可利用一个连接到稳定电压基准上的电阻分压器设定 VIREF，或者使用来自一个基于PC的I/O卡的D/A转换器输出，以实现灵活的配置。

电压工作模式的情况与电流模式相同，只不过检测的变量是输出电压，这一输出电压是经过分压器RA/RB衰减的，所以电子负载的工作电压比运放电源电压高。检测出的电压被反馈到 IC1B 的非反相输入端，MOSFET 再次工作在线性区。负载电压VLOAD大电流电感=VVREF×(RA+RB)/RB。

大电流电感

CA3240型双运放IC1可以在输入电压低于负电源电压的情况下工作，这对单电源供电非常有用，然而，如果你有对称电源，那就可以采用任何运放。继电器 K1通过一根驱动Q1 的数字控制线来切换工作模式。MOSFET 是至关重要的;你可以增加这个并联使用的IRF150器件，以提高电流承受能力，因为IRF150具有正的温度系数，从而可均衡流过两只并联 MOSFET的电流。由于电路中使用两只 MOSFET，电子负载可承受10A 电流，功耗大于 100W，所以使用一只散热器和小风扇是个好主意。

本电路适用于大电流电感器描述有两种电源模式的光伏电池模块的特性。采用本电路和基于PC的设置时，Helios技术公司的一个光伏电池模块的I-V特性曲线表明有一个区在VMPP(最高点的电压)以上，在VMPP这一电压下，陡峭的过渡与一个电压源相对应(图2)。在低于 VMPP 的电压下，光伏电池模块犹如一个电流源。一般情况下，用一个简单的电流模式电子负载描述I-V 特性曲线这一平坦区的特性是很困难的，因为电压输出对电流的微小变化很敏感，因此，恒定电压模式负载就是一种较好的选择。

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