一种直流电子负载制造技术

本实用新型专利技术公开了一种直流电子负载，包括可调供电模块、控制模块和功率负载电路，所述控制模块包括单片机、按键模块和显示模块，所述可调供电模块包括依次连接的220V电源、降压电路和可调直流电源模块以及与降压电路输出端相接的电压转换电路，所述功率负载电路包括依次连接的滤波电路、PI调节电路和功率负载电路，所述单片机的输出端与滤波电路的输入端相接，所述单片机的输入端接有电流采集电路和电压采集电路。本实用新型专利技术结构简单，实现恒流模式和恒阻模式，减少外围电路的设置，且采用硬件反馈和负载电流值的反馈协调配合，实现无静差的调节，且适应性和可靠性好。

A DC Electronic Load

The utility model discloses a DC electronic load, which comprises an adjustable power supply module, a control module and a power load circuit. The control module comprises a single chip computer, a key module and a display module. The adjustable power supply module comprises a 220V power supply, a voltage-reducing circuit and an adjustable DC power supply module connected sequentially, and a voltage conversion circuit connected with the output terminal of the voltage-reducing circuit. The load circuit includes a filter circuit, a PI regulating circuit and a power load circuit connected in turn. The output end of the single chip computer is connected with the input end of the filter circuit. The input end of the single chip computer is connected with a current acquisition circuit and a voltage acquisition circuit. The utility model has simple structure, realizes the constant current mode and the constant resistance mode, reduces the setting of peripheral circuits, adopts the coordinated coordination of hardware feedback and load current value feedback, realizes the adjustment without static error, and has good adaptability and reliability.

【技术实现步骤摘要】
一种直流电子负载
本技术属于电子负载
，具体涉及一种直流电子负载。
技术介绍
电子负载可以模拟真实环境中的负载，电子负载分为直流电子负载和交流电子负载，因为直流电子负载范围广，所以主要研究直流电子负载，但是目前的直流电子负载存在一些问题：第一、由于受到控制器自身硬件资源限制，硬件电路设计复杂，外围电路多，成本高；第二，目前仅采用硬件或者仅采用采集的负载电流值来调节直流电子负载，这样一方面存在硬件成本高，另一方面，调节方式单一，存在误差大；第三，直流电子负载仅存在恒流模式或者恒阻模式，使得直流电子负载的适应性和可靠性差。因此，现如今缺少一种结构简单、设计合理的直流电子负载，实现恒流模式和恒阻模式，减少外围电路的设置，成本低，且采用硬件反馈和负载电流值的反馈协调配合，实现无静差的调节，且适应性和可靠性好。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种直流电子负载，其结构简单，设计合理，实现恒流模式和恒阻模式，减少外围电路的设置，成本低，且采用硬件反馈和负载电流值的反馈协调配合，实现无静差的调节，且适应性和可靠性好，实用性强。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种直流电子负载，其特征在于：包括可调供电模块、控制模块和功率负载电路，所述控制模块包括单片机、与单片机输入端相接的按键模块和与单片机输出端相接的显示模块，所述可调供电模块包括依次连接的220V电源、降压电路和可调直流电源模块以及与降压电路输出端相接的电压转换电路，所述功率负载电路包括依次连接的滤波电路、PI调节电路和功率负载电路，所述单片机的输出端与滤波电路的输入端相接，所述可调直流电源模块的输出端与功率负载电路相接，所述电压转换电路的输出端与单片机相接，所述单片机的输入端接有电流采集电路和电压采集电路，所述电流采集电路和电压采集电路均与功率负载电路相接；所述单片机为STC12C5A60S2单片机。上述的一种直流电子负载，其特征在于：所述滤波电路包括电阻R5、电阻R6、电容C6和电容C7，所述电阻R5的一端与所述STC12C5A60S2单片机的P1.4引脚相接，所述电阻R5的另一端分两路，一路与电阻R6的一端相接，另一路经电容C6接地；所述电阻R6的另一端分两路，一路为滤波电路的输出端，另一路经电容C7接地；所述PI调节电路包括型号为LM358的运放U2A，所述运放U2A的正相输入端分两路，一路经电阻R9接地，另一路经电阻R7与所述滤波电路的输出端相接；所述运放U2A的反向输入端分两路，一路与电容C1的一端相接，另一路与电阻R14的一端相接；所述运放U2A的输出端分两路，一路与电容C1的另一端相接，另一路与电阻R3的一端相接，所述电阻R3的另一端为PI调节电路的输出端。上述的一种直流电子负载，其特征在于：所述功率负载电路包括MOS管Q1，所述电压采集电路包括电阻R2和电阻R4，所述MOS管Q1的栅极与所述PI调节电路的输出端相接，所述MOS管Q1的源极分三路，一路与电阻R14的另一端相接，另一路经电阻R8接地，第三路为电流采集端；所述MOS管Q1的漏极与可调直流电源模块的输出端相接；所述电阻R2的一端与可调直流电源模块的输出端相接，所述电阻R2的另一端分两路，一路经电阻R4接地，另一路与单片机的P1.0引脚相接。上述的一种直流电子负载，其特征在于：所述电流采集电路包括型号为LM358的运放U2B，所述运放U2B的正相输入端经电阻R13与所述电流采集端相接；所述运放U2B的反向输入端经电阻R12接地，所述运放U2B的输出端分两路，一路经电阻R11与所述运放U2B的反向输入端相接，另一路与单片机的P1.1引脚相接。上述的一种直流电子负载，其特征在于：所述显示模块包括LCD显示屏1602，所述LCD显示屏1602的VO引脚与滑动电阻R10的滑动端相接，所述滑动电阻R10的一个固定端接5V电源输出端，所述LCD显示屏1602的GND引脚和所述滑动电阻R10的另一个固定端均接地，所述LCD显示屏1602的VCC引脚分两路，一路接5V电源输出端，另一路经电阻C3接地；所述LCD显示屏1602的RS引脚、RW引脚、E引脚分别与单片机的P2.6引脚、P2.5引脚和P2.7引脚相接，所述LCD显示屏1602的DB0-BB7引脚分别与单片机的P0.0-P0.7引脚相接，所述LCD显示屏1602的BGVCC引脚分两路，一路接5V电源输出端，另一路经电容C4接地；所述LCD显示屏1602的BGGND引脚接地。上述的一种直流电子负载，其特征在于：所述降压电路包括变压器T1和整流桥D9，所述可调直流电源模块包括芯片LM317，所述变压器T1的初级线圈的一端与220V电源的一端相接，所述变压器T1的初级线圈的另一端与220V电源的另一端相接，所述整流桥D9的两个交流输入端分别与变压器T1的次级线圈的两端相接，所述芯片LM317的Vin引脚分三路，一路与整流桥D9的正直流输出端相接，另一路经并联的电容C20和电容C21接地，第三路与稳压管D2的阴极相接；所述整流桥D9的负直流输出端接地，所述芯片LM317的GND引脚分四路，第一路与电阻R20的一端相接，第二路经电容C22接地，第三路与二极管D1的阳极相接，第四路与滑动电阻R21的一个固定端相接；所述滑动电阻R21的滑动端和所述滑动电阻R21的另一个固定端接地；所述芯片LM317的Vout引脚分四路，第一路与二极管D2的阳极相接，第二路与电阻R20的另一端相接，第三路与二极管D1的阴极相接，第四路经电容C23接地，第五路为可调直流电源模块的输出端。上述的一种直流电子负载，其特征在于：所述电压转换电路包括芯片LM7805，所述芯片LM7805的Vin引脚分两路，一路与12V电源输出端相接，另一路经电容C10接地，所述芯片LM7805的GND引脚接地，所述芯片LM7805的Vou引脚分两路，一路为5V电源输出端相接，另一路经电容C9接地。本技术与现有技术相比具有以下优点：1、本技术通过设置电压采集电路，实现对负载电压的采集并发送至单片机，实现负载电阻的获取，从而便单片机将负载电阻和阻值设定值进行比较，以使直流电子负载处于恒阻模式。2、本技术通过设置滤波电路，是为了对单片机输出的PWM波信号进行滤波，减少PWM信号中的干扰信号，提高了加至PI调节电路正相输入端的电压参考信号的准确性，从而减少了误差，提高了直流电子负载的适应性和可靠性差。3、本技术所采用的单片机为STC12C5A60S2单片机，因为STC12C5A60S2单片机运算速度快、功耗低、抗干扰能力强，且采用的单片机内部集成ADC模数转换模块，减少了ADC模数模块的设置，大大减少了外围器件的需求，结构简单，且成本低。4、本技术设置PI调节电路的反向输入端接功率负载电路的采样电压，使得PI调节电路和功率负载电路形成一个闭环回路，使功率负载电路的供电电压改变时由于PI调节电路的正向输入端的参考电压未改变所以通过PI调节电路的正相输入端和反相输入端比较及功率负载电路的放大其负载电流不会变化,实现硬件的反馈调控。5、本技术设置电流采集电路对负载电流进行采集，并将采集到的负载电流发送至单片机，单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流电子负载，其特征在于：包括可调供电模块、控制模块和功率负载电路，所述控制模块包括单片机(1)、与单片机(1)输入端相接的按键模块(5)和与单片机(1)输出端相接的显示模块(7)，所述可调供电模块包括依次连接的220V电源(2)、降压电路(3)和可调直流电源模块(4)以及与降压电路(3)输出端相接的电压转换电路(6)，所述功率负载电路包括依次连接的滤波电路(8)、PI调节电路(9)和功率负载电路(10)，所述单片机(1)的输出端与滤波电路(8)的输入端相接，所述可调直流电源模块(4)的输出端与功率负载电路(10)相接，所述电压转换电路(6)的输出端与单片机(1)相接，所述单片机(1)的输入端接有电流采集电路(12)和电压采集电路(11)，所述电流采集电路(12)和电压采集电路(11)均与功率负载电路(10)相接；所述单片机(1)为STC12C5A60S2单片机。

【技术特征摘要】
1.一种直流电子负载，其特征在于：包括可调供电模块、控制模块和功率负载电路，所述控制模块包括单片机(1)、与单片机(1)输入端相接的按键模块(5)和与单片机(1)输出端相接的显示模块(7)，所述可调供电模块包括依次连接的220V电源(2)、降压电路(3)和可调直流电源模块(4)以及与降压电路(3)输出端相接的电压转换电路(6)，所述功率负载电路包括依次连接的滤波电路(8)、PI调节电路(9)和功率负载电路(10)，所述单片机(1)的输出端与滤波电路(8)的输入端相接，所述可调直流电源模块(4)的输出端与功率负载电路(10)相接，所述电压转换电路(6)的输出端与单片机(1)相接，所述单片机(1)的输入端接有电流采集电路(12)和电压采集电路(11)，所述电流采集电路(12)和电压采集电路(11)均与功率负载电路(10)相接；所述单片机(1)为STC12C5A60S2单片机。2.按照权利要求1所述的一种直流电子负载，其特征在于：所述滤波电路(8)包括电阻R5、电阻R6、电容C6和电容C7，所述电阻R5的一端与所述STC12C5A60S2单片机的P1.4引脚相接，所述电阻R5的另一端分两路，一路与电阻R6的一端相接，另一路经电容C6接地；所述电阻R6的另一端分两路，一路为滤波电路(8)的输出端，另一路经电容C7接地；所述PI调节电路(9)包括型号为LM358的运放U2A，所述运放U2A的正相输入端分两路，一路经电阻R9接地，另一路经电阻R7与所述滤波电路(8)的输出端相接；所述运放U2A的反向输入端分两路，一路与电容C1的一端相接，另一路与电阻R14的一端相接；所述运放U2A的输出端分两路，一路与电容C1的另一端相接，另一路与电阻R3的一端相接，所述电阻R3的另一端为PI调节电路(9)的输出端。3.按照权利要求2所述的一种直流电子负载，其特征在于：所述功率负载电路(10)包括MOS管Q1，所述电压采集电路(11)包括电阻R2和电阻R4，所述MOS管Q1的栅极与PI调节电路(9)的输出端相接，所述MOS管Q1的源极分三路，一路与电阻R14的另一端相接，另一路经电阻R8接地，第三路为电流采集端；所述MOS管Q1的漏极与可调直流电源模块(4)的输出端相接；所述电阻R2的一端与可调直流电源模块(4)的输出端相接，所述电阻R2的另一端分两路，一路经电阻R4接地，另一路与单片机(1)的P1.0引脚相接。4.按照权利要求3所述的一种直流电子负载，其特征在于：所述电流采集电路(12)包括型号为LM358的运放U2B，所述运放U2B的正相输入端经电阻R13...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永宾，计宏，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61