一种具有自动温度调控功能的电子负载功率限制电路制造技术

本实用新型专利技术涉及功率限制电路领域，尤指一种具有自动温度调控功能的电子负载功率限制电路，整体电路具备电压、电流、温度检测电路，可以对功率模块电路的端电压、带载电流、散热片温度进行采样，并将信号传输给乘法器U3，电路通过乘法器U3设定有功率限制温度阀值，NTC采样温度小于设定的功率限制温度阀值，功率模块电路以最大功率运行。NTC采样温度高于设定的功率限制温度阀值，功率模块电路随着采样温度的升高而减小功率模块电路电流，从而降低功率。NTC采样温度高于最大温度限定值时，功率模块电路电流降低到零。NTC采样温度低于最大温度限定值后，功率模块电路电流随着采样温度的降低而增大，直到恢复最大功率运行。直到恢复最大功率运行。直到恢复最大功率运行。

【技术实现步骤摘要】
一种具有自动温度调控功能的电子负载功率限制电路


[0001]本技术涉及功率限制电路领域，尤指一种具有自动温度调控功能的电子负载功率限制电路。

技术介绍

[0002]直流电子负载是能够仿真真实负载特性的电子设备,电子负载作为一种常用的电力电子测试仪器，在电源测试老化领域得到了广泛的应用。随着电池行业的飞速发展，电子负载的需求与应用也更加多元化。
[0003]电子负载作为一种能耗性设备，其原理性质以及应用场景，使得电子负载大多处在高温的环境下运行，而电子负载的功率消耗元件基本上都是MOS管，温度的变化对MOS管的安全工作区有很大影响，所以温度是电子负载安全稳定工作的一个非常重要的条件。
[0004]目前市面上的电子负载一般采用软件检测保护的方式，通过DSP对电压电流及温度信号进行采样计算，当功率超过最大功率限定值或者采样温度超过最大允许温度时，进行告警关机保护。但是这种保护方式存在一些缺点：由于测试设备与电子负载之间接线存等效在电感，进行快速恒流/恒压加载测试时，会存在电压/电流尖峰，容易造成短时的过功率现象，触发告警保护，而如果通过延长保护时间增加保护延迟来消除此告警保护，则有可能在需要保护时未能及时保护设备；另一方面，在设备使用电子负载老化时，老化房温度会随着老化的进行而持续升高，电子负载往往更容易出现过温保护，造成带载中断，影响设备测试进程，对于一切特殊设备，例如燃料电池，突然的带载中断极有可能会对测试设备造成损坏。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本技术提出了一种具有自动温度调控功能的电子负载功率限制电路，能够有效抑制瞬时的功率冲击，并且具有自动温度调控功能，确保功率模块电路安全工作的前提下，不会出现突然的卸载问题，为一些特殊需求的应用提供了保障。同时也可以通过DAC实现不同功率限制点的调节。
[0006]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种具有自动温度调控功能的电子负载功率限制电路，包括功率模块电路；
[0007]电压采样电路，与功率模块电路连接并用于检测功率模块电路的电压，并输出电压采样信号X1至乘法器电路；
[0008]电流采样电路，与功率模块电路连接并用于检测功率模块电路的电流，并输出电流采样信号Y1至乘法器电路；
[0009]温度采样电路，与功率模块电路贴紧并用于检测功率模块电路的温度，并输出温度采样信号Z至乘法器电路；
[0010]电流设定电路，输出V_Iset信号至功率模块电路，且功率模块电路根据该V_Iset信号输出设定电流；
[0011]其中乘法器电路包括乘法器U3以及乘法器输出电路，其中乘法器U3包括用于X1信号输入端、Y1信号输入端以及Z信号输入端、W信号输出端，其中电压采样信号X1与X1信号输入端连接，电流采样信号Y1与Y1信号输入端连接，温度采样信号Z与Z信号输入端连接，且W信号输出端通过乘法器输出电路与电流设定电路的输出端连接，并对V_Iset信号进行钳位改变功率模块电路的设定电流。
[0012]进一步，电流设定电路包括电阻R1、电阻R3、电阻R6、电阻R9、电阻R11、电容C3、电容C4、运放器U2B、二极管D1，其中电阻R6与运放器U2B的反向输入端连接，电阻R9与运放器U2B的正向输入端连接，运放器U2B的正向输入端通过电容C4接地，运放器U2B的正向输入端通过电阻R11接地，其中运放器U2B的输出端与二极管D1负极连接，且二极管D1正极为V_Iset信号输入端；其中电阻R3一端与运放器U2B的反向输入端连接，另一端与二极管D1正极连接;其中电容C2一端与运放器U2B的反向输入端连接，另一端与二极管D1正极连接,电阻R1与二极管D1正极连接。
[0013]进一步，还包括功率模块驱动电路，其中功率模块驱动电路包括电阻R4、运放器U1B、电容C1、电阻R2、电阻R5、场效应管Q1，其中二极管D1正极通过电阻R4与运放器U1B正向输入端连接，运放器U1B输出端通过电阻R2与场效应管Q1的G极连接，场效应管Q1的二极管D极与功率模块电路端DC+端连接，电阻R5一端与场效应管Q1的G极连接，电阻R5另一端与功率模块电路端DC
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端连接；电容C1一端与运放器U1B反向输入端连接，另一端与运放器U1B输出端连接。
[0014]进一步，电流采样电路包括电阻Rs1、电阻R7、电阻R8、电阻R10、电阻R13、电阻R14、电容C3、电容C5、运放器U1A，其中电阻Rs1、电阻R13、电阻R14、电容C5的一端均与功率模块电路端DC
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端连接，且电阻R14的一端与运放器U1A的反向输入端连接，电阻R13、电阻R14、电容C5的另一端与运放器U1A的正向输入端连接，电阻Rs1的另一端通过电阻R10与运放器U1A的正向输入端连接，电容C3的一端与运放器U1A的反向输入端连接，电容C3的另一端与运放器U1A的输出端连接，电阻R8的一端与运放器U1A的反向输入端连接，电阻R8的另一端与运放器U1A的输出端连接，其中运放器U1A的输出端通过电阻R7与运放器U1B的反向输入端连接，运放器U1A的输出端还通过电阻R12与乘法器U3的Y1信号输入端连接。
[0015]进一步，所述电压采样电路包括电阻R16、电阻R17、电阻R19、电阻R20、运放器U2A，其中电阻R19的一端与功率模块电路端DC+端连接，电阻R19的另一端与运放器U2A的正向输入端连接，电阻R17的一端与功率模块电路端DC
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端连接，电阻R17的另一端与运放器U2A的反向输入端连接，运放器U2A的输出端与乘法器U3的X1信号输入端连接；运放器U2A的反向输入端通过电阻R16与运放器U2A的输出端；运放器U2A的正向输入端通过电阻R20接地。
[0016]进一步，温度采样电路包括热敏电阻NTC1、电阻R21、电阻R22、电阻R25、电阻R26、运放器U4A、运放器U4B、二极管D2，其中热敏电阻NTC1的一端与基准电压连接，热敏电阻NTC1的另一端通过电阻R25接地，且热敏电阻NTC1的另一端还与运放器U4A的正向输入端连接，电阻R22的一端与基准电压连接，电阻R22的另一端通过电阻R26接地，其中电阻R22的另一端还与运放器U4A的反向输入端连接；电阻R21的一端与运放器U4A的反向输入端连接，电阻R21另一端与运放器U4A的输出端连接，其中运放器U4A的输出端与运放器U4B的正向输入端连接，运放器U4B的输出端与二极管D2正极连接，二极管D2的负极与运放器U4B的反向输入端连接，二极管D2的负极与乘法器U3的Z信号输入端连接。
[0017]进一步，乘法器输出电路包括电阻R24、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电容C8、运放器U5、二极管D3，乘法器U3的W信号输出端通过电阻R27与运放器U5A的正向输入端连接，运放器U5A的反向输入端通过电阻R31接地，电阻R30的一端与运放器U5A的反向输入端连接，电阻R30另一端与运放器U5A的输出端连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有自动温度调控功能的电子负载功率限制电路，其特征在于，包括功率模块电路；电压采样电路，与功率模块电路连接并用于检测功率模块电路的电压，并输出电压采样信号X1至乘法器电路；电流采样电路，与功率模块电路连接并用于检测功率模块电路的电流，并输出电流采样信号Y1至乘法器电路；温度采样电路，与功率模块电路贴紧并用于检测功率模块电路的温度，并输出温度采样信号Z至乘法器电路；电流设定电路，输出V_Iset信号至功率模块电路，且功率模块电路根据该V_Iset信号输出设定电流；其中乘法器电路包括乘法器U3以及乘法器输出电路，其中乘法器U3包括用于X1信号输入端、Y1信号输入端以及Z信号输入端、W信号输出端，其中电压采样信号X1与X1信号输入端连接，电流采样信号Y1与Y1信号输入端连接，温度采样信号Z与Z信号输入端连接，且W信号输出端通过乘法器输出电路与电流设定电路的输出端连接，并对V_Iset信号进行钳位改变功率模块电路的设定电流。2.根据权利要求1所述的一种具有自动温度调控功能的电子负载功率限制电路，其特征在于：电流设定电路包括电阻R1、电阻R3、电阻R6、电阻R9、电阻R11、电容C3、电容C4、运放器U2B、二极管D1，其中电阻R6与运放器U2B的反向输入端连接，电阻R9与运放器U2B的正向输入端连接，运放器U2B的正向输入端通过电容C4接地，运放器U2B的正向输入端通过电阻R11接地，其中运放器U2B的输出端与二极管D1负极连接，且二极管D1正极为V_Iset信号输入端；其中电阻R3一端与运放器U2B的反向输入端连接，另一端与二极管D1正极连接;其中电容C2一端与运放器U2B的反向输入端连接，另一端与二极管D1正极连接,电阻R1与二极管D1正极连接。3.根据权利要求2所述的一种具有自动温度调控功能的电子负载功率限制电路，其特征在于：还包括功率模块驱动电路，其中功率模块驱动电路包括电阻R4、运放器U1B、电容C1、电阻R2、电阻R5、场效应管Q1，其中二极管D1正极通过电阻R4与运放器U1B正向输入端连接，运放器U1B输出端通过电阻R2与场效应管Q1的G极连接，场效应管Q1的二极管D极与功率模块电路端DC+端连接，电阻R5一端与场效应管Q1的G极连接，电阻R5另一端与功率模块电路端DC
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端连接；电容C1一端与运放器U1B反向输入端连接，另一端与运放器U1B输出端连接。4.根据权利要求3所述的一种具有自动温度调控功能的电子负载功率限制电路，其特征在于：电流采样电路包括电阻Rs1、电阻R7、电阻R8、电阻R10、电阻R13、电阻R14、电容C3、电容C5、运放器U1A，其中电阻Rs1、电阻R13、电阻R14、电容C5的一端均与功率模块电路端DC
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端连接，且电阻R14的一端与运放器U1A的反向输入端连接，电阻R13、电阻R14、电容C5的另一端与运放器U1A的正向输入端连接，电阻Rs1的另一端通过电阻R10与运放器U1A的正向输入端连接，电容C3的一端与运放器U1A的反向输入端连接，电容C3的另一端与运放器U1A的输出端连接，电阻R8的一端与运放器U1A的反向输入端连接，电阻R8的...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖正民，
申请(专利权)人：全天自动化能源科技东莞有限公司，
类型：新型
国别省市：