一款用LM324运放为主控器件的电子负载仪
整个仪器由电子开关、斜波发生、电流检测放大、比较调节、pwm驱动单元组成。
该仪器可对12～48v电源和电池进行放电性能测试，最大电流为20a；操作非常方便；由kl控制放电投入或切出；w1调节电流幅度大小；w2调节欠压值。
其电路如下图所示。图中，icia、r1～r4、q1、c3、c4、d1组成斜波发生电路。其中，r2、r3分压为ic1a反相输入端基准电压；而同相输入端接c3通过r1充电。
初始时ic1a输出低电平；当c3电压上升大于反相基准时，icia输出为高电平；经d1、r4使q6导通，致c3瞬间放电为0v。此时icia输出翻转为低电平。又重复上述过程。
如此周而复始，c3接连产生类如锯齿波脉冲，锯齿最大幅度略低于反相端基准电压，该脉冲送icib反相端作为pwm周期比对脉冲；而icib同相端输入控制信号：此信号由经icid单元与电流反馈信号比较处理后输出。可以看出：如果控制信号幅度小于脉冲信号幅度，则icib输出低电平；而控制信号大于脉冲信号幅度，icib输出高电平。所以控制信号幅度变化转换为输出脉冲宽度变化；且每个锯齿波周期内信号幅度越大，icib输出脉冲越宽。信号幅度越小，ic1b输出脉宽越窄。
显而易见，ic1d输出的脉冲宽度变化，使场效应管每周期导通时间变化，即可达到控制负载电流的目的。这就是各类pwm控制的基本原理。pwm方式的应用，既使功率器件工作在能耗极小的高频开关区域，又能使功率器件产生等同线性工作时的控制效果。
r12、r13、r14、ic1c组成电流取样放大部分，作用是将电流变化转换成一定幅度的反馈电压。其增益为10倍，由调节r13与r12比例决定。icic输出信号作为电流反馈信号输运到icid单元作比较处理。
icic输出送至icid反相端，与同相端电流给定信号作减法运算。电路中r15、r16、r17、r18阻值相等，构成一个标准减法器。图中为给定电压减去反馈电压。这可以理解为一旦给定电压确定后，如果由于某种原因电流上升，则icid输出电压下降；由于电池电压下降导致电流下降时，ic1d输出电压上升。由于ic1d的作用，在很大程度上补偿了放电电流波动时的幅值变化，使之接近恒流放电情况。
r7～r10、q1、q2、q3、q4组成pwm驱动电路。ic1b输出高电平时，q1、q2、q3导通，q3导通使q5（场效应功率管）得到接近15v的栅压而导通，此时q4反偏截止。icib输出翻转为低电时．q1、q2、q3、截止，q5栅压消失，此时，q4正偏置导通，使q5栅极快速放电而可靠关断！
ｑ3、q4对管的作用是：以足够的驱动功率克服场管的栅、源的电容效应使q5可靠开关。
这是一个用于场效应管的经典电路，非常可靠，驱动能力也很强，笔者曾用来驱动数百安培的大功率器件，效果很好。
用于电池欠压保护的电路由r20、r19组成电压取样至ic2反相输入端。6.3v由r21、w2、r22组成欠压设定电路，设定电平信号至ic2同相输入端。在电源电压取样信号大于设定信号时；ic2输出为低电平，此时，t1不动作。一旦电源电压取样信号小于设定信号时，ic2输出端翻转为高电平，t1导通并自锁。t1导通，使q1失去偏压而截止，中断了pwm驱动信号的传输，使电子开关随机关断，达到电池欠电压保护的目的。t1的自锁是为了防止关闭放电后，电池端电压回升使ic2输出翻转，系统重新进入工作区而频繁开关激发机振的必要措施。
q5选用i×fk120n20，参数为120a/200v/10mω，配用150x100散热器；另外配置12v/0.35a仪表风机强制风冷。对于保护场效应管的安全也是非常必要的。
图中r×1为大功率电阻，阻值为0.75ω，功率为300w。此电阻加入虽然大大降低了功率vmos管承受的功耗，但是亦带来一个问题：在不加r×1的情况下，可测试很低电压的电池，如3.6v的动力锂电池的10a放电检测；加上r×1以后，等同q5增加了0.75ω的导通电阻，实际只能达到最大4.8a放电值。所以在单体电池大电流检测上，应该短接r×1，以达到预期效果。
对于超过20v的电源，此电阻效果很显著，如24v电池以20a放电为例，此时电子开关须承受总计480w功率，可以计算出rx1分担了其中300w。实际上采购符合功率、阻值要求的功率电阻颇不容易，而且价值非常昂贵。下面介绍一种适合业余条件下制作该电阻的方法：材料系用2～5kw的电热丝，截取多段并联达到需要阻值和功率。注意尽量使每段阻值一致，保证流过电流相同。至于其联接方法，为尽量减少系统电阻，不宜用接插方式，应尽量使用焊接方式。但电热丝不易上锡怎么解决？
先把电热丝头用铜软线紧密排绕一定宽度；然后以常规方式上锡；上锡前把电热丝头弯折，防止铜线滑出。
这样就可以把很难上锡的电热丝实施焊接连接了。
土制的r×1在大电流值工作时，发热很厉害。
散热的方法可以用强制风冷，但是并不理想，最好的方式还是水冷，即把电热丝放在一定容积的水槽中即可。但焊接点必须用树脂涂复或热缩管保护，而且由于电化作用，电热丝寿命也不可能很长。如果能找到一些变压器油（或汽车水箱防冻液）代替水作为冷却介质的话，那就比较理想了。
显示仪表选用数字表头，最好采用220v供电的那种。注意：电流表与电压表不能共用5v电源，否则引发读数不准，甚至损坏表头。
仪器使用：接好220v电源，放电开关置关位置，w1反旋到底，接上放电电源（电池和各类电源）。
然后把放电开关置放电位，调节w1至合适放电电流值即可。
欠压值没定：接上一个可调节电源，放电电流调节至0.5～1a，调整可调电源至欠压值，如21v；再细心调节w2旋钮至电流表读数消失，证明w2已调节到21v欠压值；然后关闭仪器电源（使t1复位）再重启电源，接上被测电池，调节合适的电流值即可。当然每次欠压保护后，必须使tl复位。
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其电路如下图所示。图中，icia、r1～r4、q1、c3、c4、d1组成斜波发生电路。其中，r2、r3分压为ic1a反相输入端基准电压；而同相输入端接c3通过r1充电。
初始时ic1a输出低电平；当c3电压上升大于反相基准时，icia输出为高电平；经d1、r4使q6导通，致c3瞬间放电为0v。此时icia输出翻转为低电平。又重复上述过程。
如此周而复始，c3接连产生类如锯齿波脉冲，锯齿最大幅度略低于反相端基准电压，该脉冲送icib反相端作为pwm周期比对脉冲；而icib同相端输入控制信号：此信号由经icid单元与电流反馈信号比较处理后输出。可以看出：如果控制信号幅度小于脉冲信号幅度，则icib输出低电平；而控制信号大于脉冲信号幅度，icib输出高电平。所以控制信号幅度变化转换为输出脉冲宽度变化；且每个锯齿波周期内信号幅度越大，icib输出脉冲越宽。信号幅度越小，ic1b输出脉宽越窄。
显而易见，ic1d输出的脉冲宽度变化，使场效应管每周期导通时间变化，即可达到控制负载电流的目的。这就是各类pwm控制的基本原理。pwm方式的应用，既使功率器件工作在能耗极小的高频开关区域，又能使功率器件产生等同线性工作时的控制效果。
r12、r13、r14、ic1c组成电流取样放大部分，作用是将电流变化转换成一定幅度的反馈电压。其增益为10倍，由调节r13与r12比例决定。icic输出信号作为电流反馈信号输运到icid单元作比较处理。
icic输出送至icid反相端，与同相端电流给定信号作减法运算。电路中r15、r16、r17、r18阻值相等，构成一个标准减法器。图中为给定电压减去反馈电压。这可以理解为一旦给定电压确定后，如果由于某种原因电流上升，则icid输出电压下降；由于电池电压下降导致电流下降时，ic1d输出电压上升。由于ic1d的作用，在很大程度上补偿了放电电流波动时的幅值变化，使之接近恒流放电情况。
r7～r10、q1、q2、q3、q4组成pwm驱动电路。ic1b输出高电平时，q1、q2、q3导通，q3导通使q5（场效应功率管）得到接近15v的栅压而导通，此时q4反偏截止。icib输出翻转为低电时．q1、q2、q3、截止，q5栅压消失，此时，q4正偏置导通，使q5栅极快速放电而可靠关断！
ｑ3、q4对管的作用是：以足够的驱动功率克服场管的栅、源的电容效应使q5可靠开关。
这是一个用于场效应管的经典电路，非常可靠，驱动能力也很强，笔者曾用来驱动数百安培的大功率器件，效果很好。
用于电池欠压保护的电路由r20、r19组成电压取样至ic2反相输入端。6.3v由r21、w2、r22组成欠压设定电路，设定电平信号至ic2同相输入端。在电源电压取样信号大于设定信号时；ic2输出为低电平，此时，t1不动作。一旦电源电压取样信号小于设定信号时，ic2输出端翻转为高电平，t1导通并自锁。t1导通，使q1失去偏压而截止，中断了pwm驱动信号的传输，使电子开关随机关断，达到电池欠电压保护的目的。t1的自锁是为了防止关闭放电后，电池端电压回升使ic2输出翻转，系统重新进入工作区而频繁开关激发机振的必要措施。
q5选用i×fk120n20，参数为120a/200v/10mω，配用150x100散热器；另外配置12v/0.35a仪表风机强制风冷。对于保护场效应管的安全也是非常必要的。
图中r×1为大功率电阻，阻值为0.75ω，功率为300w。此电阻加入虽然大大降低了功率vmos管承受的功耗，但是亦带来一个问题：在不加r×1的情况下，可测试很低电压的电池，如3.6v的动力锂电池的10a放电检测；加上r×1以后，等同q5增加了0.75ω的导通电阻，实际只能达到最大4.8a放电值。所以在单体电池大电流检测上，应该短接r×1，以达到预期效果。
对于超过20v的电源，此电阻效果很显著，如24v电池以20a放电为例，此时电子开关须承受总计480w功率，可以计算出rx1分担了其中300w。实际上采购符合功率、阻值要求的功率电阻颇不容易，而且价值非常昂贵。下面介绍一种适合业余条件下制作该电阻的方法：材料系用2～5kw的电热丝，截取多段并联达到需要阻值和功率。注意尽量使每段阻值一致，保证流过电流相同。至于其联接方法，为尽量减少系统电阻，不宜用接插方式，应尽量使用焊接方式。但电热丝不易上锡怎么解决？
先把电热丝头用铜软线紧密排绕一定宽度；然后以常规方式上锡；上锡前把电热丝头弯折，防止铜线滑出。
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散热的方法可以用强制风冷，但是并不理想，最好的方式还是水冷，即把电热丝放在一定容积的水槽中即可。但焊接点必须用树脂涂复或热缩管保护，而且由于电化作用，电热丝寿命也不可能很长。如果能找到一些变压器油（或汽车水箱防冻液）代替水作为冷却介质的话，那就比较理想了。
显示仪表选用数字表头，最好采用220v供电的那种。注意：电流表与电压表不能共用5v电源，否则引发读数不准，甚至损坏表头。
仪器使用：接好220v电源，放电开关置关位置，w1反旋到底，接上放电电源（电池和各类电源）。
然后把放电开关置放电位，调节w1至合适放电电流值即可。
欠压值没定：接上一个可调节电源，放电电流调节至0.5～1a，调整可调电源至欠压值，如21v；再细心调节w2旋钮至电流表读数消失，证明w2已调节到21v欠压值；然后关闭仪器电源（使t1复位）再重启电源，接上被测电池，调节合适的电流值即可。当然每次欠压保护后，必须使tl复位。
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