基于反馈控制的恒流型电子负载的实验研究

1、基于反馈控制的恒流型电子负载的实验研究在测量ac-dc和dc-dc电源、功率器件、电池、电池充电器等输出能量或消耗能量时都需要负载，传统的办法是利用固定和可变电阻器来充当被测负载。一种新兴的仪器和测试设备一-电子负载应运而生，他利用功率器件模拟电阻器，具有很强的操作灵便性。目前，电子负载技术进展的比较成熟，就其类型来说，普通有具有定(cc)、定电阻(cr)、定(cv)、定功率(cp)等工作模式。讨论和开发新型的低成本的电子负载也成为一项故意义的工作。1 恒流型(cc)电子负载结构框图介绍恒流型(cc)电子负载是用来测试电压源的多种性能的特地设备。本文介绍一款恒流型电子负载的新计划，他基于反馈控

2、制理论，采纳模拟pi调解器，控制n沟道大功率de的导通强度，实现对被测电流的无静差控制。其控制精度高，容易，成本低廉。图1为恒流型电子负载的结构框图。直流框是一款直流稳压电源电路，他提供恒流设定电压、pi调整器工作电压、电流检测和转换电路的工作电源，要求必需具有的功率输出和较高的电压稳定指标。恒流设定电路可提供线性的可调负极性电压输出。pi调整器由一般的运算构成，pi参数用试验的办法调为最佳。执行机构为n沟道mos管或mos管组。/tabletable2 控制电路设计及试验讨论要实现一个无静差调整控制，就必需采纳比例一积分一微分控制逻辑。对本控制对象，采纳比例一积分(pi) 控制就能满足要求。

3、硬件电路2所示。电路主要由倒相器，pi调整器，mos管和霍尔电流组成。设计时普通从控制对象或执行单元举行。首先需要确定的是执行单元的传递函数，即mos管的放大系数ks确实定。21 mos管的放大系数ks确实定测试电路3所示。被测电压源功率足够大，输出电流满足测试要求。调整给定电位器w，测取mos管g极电压ug和流过mos管d-s极的电流io得到一组试验数据记录在表1中，从表中可以看出，当ug25 v时，mos管不导通，io=0，称为死区。在ug>25v后，mos管开头导通，当ug>33 v后，其关系呈线性变幻。在线性段求取ks。22 电流反馈系数确实定也就是霍尔电流传感器转换系数确

4、实定。设计中用到的电流传感器为，输入为电流，输出为电压，经测试确定霍尔系数k=08 va，即当传感器的输入端电流为l a时，输出端的电压为o8 v。=k=08 va。23 pi调整器静态放大系数kp确实定按照负反馈闭环控制原理有：k=kpks=1得：kp=lks0875 va。按照此值，选取调整器输入、输出电阻值，以满足rfri=kp。24 各电压极性确实定和控制原理简述各电压极性普通是由后向前推得，mos管的控制电压ug为正(+)，也就要求pi调整器的输出为正(+)，又考虑到霍尔电流传感器的输出始终为正(+)，为了构成负反馈控制，则pi调整器的给定电压应为负(一)。所以pi调整器采纳负相输入

5、，由前一级的倒相器将由电位器w产生的可调正电压变为可调的负电压，作为恒流设定值加在调整器的输入极，与由霍尔电流传感器提供的电流反馈电压举行比较，按照偏差量和正负极性由pi调整器实现比例一积分调整，以实现电流(io)恒定。转变积分的大小，以满足响应迅速性和稳定性要求。3 试验讨论结果表2是试验实测数据，从数据逻辑看，ugd(电位器w)和mos管漏、源极电流io成较好的线性关系。且iougd=1=108=125。试验中的调整响应的迅速性和抗扰性能都能调为最佳。4 几点解释和改进措施(1)因为采纳了pi调整器，mos管的死区不必特地设计电路来消退，mos管的非线性在闭环内自行消退。(2)按照被测设备的性质(阻性，感性，容性)，总可以通过调整pi参数，以保证其迅速性，稳定性和抗扰性要求。(3)该系统具有很强的可扩展性能。可实现数字给定和调整控制。(4)对于要求测试电流较大时，可以考虑用多只mo