摘要：  直流电子负载是能吸收直流电能，并将吸收的直流电能耗散、储存或回馈电网的一种电子电路装置，该装置所吸收的电流大小可以调节或设置，其端口输入特性符合欧姆定律。直流电子负载应用量很大，其主要通过模拟实物负载和负载波形，既可以实现对电源供应器规格特性的测试，也可作为ATE或ATS系统的组成单元，在线对充电器、蓄电池等的寿命特性及功率电子元器件的参数特性进行测试。

关键字：  电子负载，  飞机，  舰船，  发电机组，  蓄电池

一、电子负载定义及分类

电子负载，顾名思义，是用电子器件实现的“负载”功能，其输出端口符合欧姆定律。具体地说，电子负载是通过控制内部功率器件MOSFET或晶体管的导通量，使功率管耗散功率，消耗电能的设备。广泛运用于飞机、舰船、发电机组、蓄电池、蓄电池组日常维护、放电、活化实验、电源设备实验、老化、电参数性能测试、科研生产、教学等各个领域。

电子负载一般具有定电流、定电压、定电阻、定功率、短路及动态负载多种模式，可以模拟各种不同的负载状况。

而根据负载接入电流类别的不同，电子负载可分为直流电子负载和交流电子负载。

1、直流电子负载

直流电子负载是能吸收直流电能，并将吸收的直流电能耗散、储存或回馈电网的一种电子电路装置，该装置所吸收的电流大小可以调节或设置，其端口输入特性符合欧姆定律。直流电子负载应用量很大，其主要通过模拟实物负载和负载波形，既可以实现对电源供应器规格特性的测试，也可作为ATE或ATS系统的组成单元，在线对充电器、蓄电池等的寿命特性及功率电子元器件的参数特性进行测试。

2、交流电子负载

交流电子负载可以模拟真实环境中的负载(用电器)，一般对交流电源要求比较严格的厂家都会用交流电子负载来检测电源的好坏。它有好多功能，可以调节负载大小，以及短路，过流，动态等等。

二、电子负载市场状况

目前，市场上主流电子负载的种类型号除了美国AGILENT公司、中国Faith(费思)公司、台湾CHROMA、I-TECH、固纬、PRODIGIT(博计)等品牌之外，其他的电子负载还有NHR公司、AMETEK公司、德国H&H、日本菊水、韩国UNICORN、山东艾诺、北京大华无线电仪器厂、南京亚锐、杭州威博科技等企业的产品。

三、直流电子负载的作用

直流电子负载性能特性的好坏将直接影响工程质量、性能评价、参数分析、设备验收、校准结果以及用户利益，要有针对性能特性的测试方法。但是，目前我国还没有关于直流电子负载测试方法的标准，而普遍依据的测试方法是根据生产厂商的说明书或用户协议进行。因此生产厂商和使用单位以及计量校准单位都意识到：开展直流电子负载测试方法的研究已是当务之急。下面就深圳费思科技的直流电子负载的测试方法做下分析。

四、费思电子负载

深圳市费思泰克科技有限公司研发制造的可编程直流电子负载系列产品——FT6800A系列大功率可编程直流电子负载、FT6600A系列多通道可编程直流电子负载和FT6300A系列单通道可编程直流电子负载在在各应用领域得到了广泛的使用。

图一 费思科技可编程直流电子负载系列产品

表一 FT6800A系列大功率可编程直流电子负载基本参数表

表二 FT6600A系列多通道可编程直流电子负载基本参数表

表三 FT6300A系列单通道可编程直流电子负载基本参数表

费思大功率可编程直流电子负载在做测试时，可以提供恒流、恒压、恒阻和恒功率四种测试模式，并且这四个模式均可做瞬态测试，同时在测试过程中开过电源出现的过电流、过电压、过功率、电压反向、过热、吃载电压和失控等异常现象，费思电子负载可根据异常类型采取相应的保护措施，以有效得保护开关电源和负载本身。产品本身具有强大的自动测试功能，无需人为干涉，真正实现了产品的测试自动化。

1、费思直流电子负载动态模式

动态负载模式定义为：直流电子负载输入端口所吸收的电流按所设定或选择的变化规律及特征参数随时间进行变换，此种工作模式称为动态负载模式，以典型的梯形波负载波形为例，其特性如图1所示。其他参数定义不再一一列举。

图1 动态负载模式定义

2、费思直流电子负载静态模式

直流电子负载输入端口所吸收的电流由所设定相关参数确定，并不随时间进行变化，此种工作模式称为静态负载模式。定电流模式(CC)、定电压模式(CV)、定电阻模式(CR)和定功率模式(CP)都属于静态负载模式。标准草案分别对静态负载模式和动态负载模式的测试方法进行了详细的介绍，静态参数模式以定电流调整度为例，进行介绍。

定电流调整度测试步骤如下：

(1) 按图2进行连接，设置直流电子负载为定电流模式，选择需要测试的电流量程。

图2 电流测量/设置误差测试连接图

(2) 设置直流稳压电源的电流输出高于定电流模式的电流满量程值，设置电压高于直流电子负载的起始工作电压。

(3) 启动直流稳压电源输出，直流电子负载启动加载。电流测试点按量程从低到高每个量程不少于3个点均匀选取。

(4) 直流电子负载的电流设置值为I1，数字多用表的电压测量值为U，根据公式(1)计算得到流过分流器R的电流值I0，读取直流电子负载的电流测量值I2，根据公式(2)计算得到电流设置误差△I1。

I0=U/R (1)

式中：

I:流过分流器R的电流值，单位为安培(A);

U:数字多用表的电压测量值，单位为伏特(V);

R:分流器的数值，单位为欧姆(Ω);

△I1=I1-I0 (2)

式中：

△I1:直流电子负载的电流设置误差，单位为安培(A);

I1:直流电子负载的电流设置值，单位为安培(A);

根据公式(3)计算得到电流测量误差△I2。

△I2=I2-I0 (3)

式中：

△I2:直流电子负载的电流测量误差，单位为安培(A);

I2:直流电子负载的电流测量值，单位为安培(A)

3、搭建测试平台，验证测试方法

为完成直流电子负载测试方法的研究，利用已有设备搭建了试验验证平台，对测试方法的科学性、合理性及可操作性进行试验验证。利用测试平台，对直流电子负载静态负载模式和动态负载模式的测试方法进行了验证。搭建的直流电子负载试验验证平台，能够覆盖直流电压高达到600V，直流电流达到500A，功率最大为30kW，转换速率1A/ms～0.5A/μs，负载波形频率最大10kHz的直流电子负载参数的校准和测试需求。此测试平台的搭建，对前面所论述的直流电子负载不同工作模式下关键参数的测试方法的科学性、通用性和适用性起到试验验证的作用。

此外，费思科技为负载本身提供了一套具有虚拟仪器功能的功能性软件，对于在测试过程中得到的数据可以打印报告、生成图像、导出报表及保存数据，软件以图像和数据共同显示的方式，更直观和便于对比。可以说，费思可编程直流电子负载是电动车及电动交通工具制造企业在产品研发、制造以及品质检查过程中更精确、更周到及更方便的测试解决方案。

费思电子负载功能性软件截面图

五、结束语

费思科技除了提供上述的多款常规可编程直流电子负载之外，还根据不同客户的特殊需求，定制符合客户实际需求的可编程直流电子负载，以提供客户所需的更精确、更周到及更方便的测试解决方案。