1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

电子负载是基于电力电子技术、计算机技术和自动控制技术设计实现的一种用来测试电源的电力电子装置；可以模拟各种负载特性，实现恒流、恒压、恒阻的功能，具有使用灵活和节约能源等优点。

在电子技术应用领域，经常要对开关电源、线性电源、变压器、整流器、电池、充电器等电子设备进行测试，怎么对其输出特性进行可靠、全面的比较简单、快捷的测试，一直是仪表测试行业研究的问题。传统的测试方法中一般都采用电阻、滑线变阻器、电阻箱等充当测试负载，但这些负载不能满足我们对负载多方面的要求，如：恒定电流的负载；带输出接口的负载；随意调节的负载、恒功率的负载、动态负载；多输出端口的负载等。而现在新型多功能电子负载，可为测试电源提供多种模拟负载，实际应用中对负载特性的要求进行设置，满足了我们对负载的各种要求，解决了开发研制测试中的困难。可编程电子负载是用来测试电源的电子设备（相当于一个真实负载），其可以模拟真实环境中的负载(用电器)，一般对电源要求比较严格的厂家都会用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，应该说所有的电源厂家都必须有。所以通过对电子负载的实际应用价值及应用领域分析，对直流电子负载的研制意义重

市面常见的直流电子负载除美国的安捷伦，NHR 公司AMETEK公司，德国的Hamp;H，日本菊水，韩国UNICORN的国外产品占较大市场份额外，国内厂家如山东艾诺，北京大华无线电仪器厂，南京亚锐，杭州威，博科技台湾的CHROMA和博计等企业的产品的应用量也占了相当大的份额。过去的2011年是我国高功率可程式直流电子负载仪行业发展过程中非常关键的一年，是我国高功率可程式直流电子负载仪行业”十二五”规划的开始年，影响行业发展的新政策、新法规都将陆续出台。转变经济增长方式，严格的节能减排对高功率可程式直流电子负载仪行业的发展都产生了深刻的影响，另外还有来自通货膨胀、人民币升值、人力资源成本上升等等因素的影响；企业内部，产业链各环节竞争、技术工艺升级、出口市场逐步萎缩、产品销售市场日益复杂等问题，都是我国直流电子负载领域所必须面对和亟待解决的。

电子负载的原理是控制内功率MOSFET功率管的消耗或晶体管的导通量（量占空比大小）从而模拟真实环境中的各种负载，由于采用了功率半导体器件替代电阻等作为电能消耗的载体，使得负载的调节和控制易于实现，它能够准确检测出负载电压，精确调整负载电流。同时通过灵活多样的调节和控制方法，不仅可以模拟实际的负载情况，还可以模拟一些非凡的负载波形曲线，测试电源设备的动态和瞬时特性。这是电阻等负载形式所无法实现的。

一般直流电子负载器的基本工作方式有恒压、恒流、恒阻、恒功率这几种。本文将介绍恒压部分。

恒压方式

图1 .1为电子负载与被测电源连接图和外特性图。在此方式下电子负载将吸收足够的电流来控制电压达到设计值。

恒定电压模式能被适用于测试电源的限流特性。另外，负载可以模拟电池的端电压，故也可以使用与测试电池充电器。

直流电子负载硬件的简单设计模块

功率控制：主要作为功率耗散器件。

电压检测电路：主要作用是检测被测电源的工作电压和开路电压。

电流检测电路：主要是检测被测电源的放电电流。

保护电路： 提供对功率管的过流保护。

单片机： 单片机是整个电子负载的控制和管理中心，它主要负责按电流和电压检测电路发来的电流电压信息控制耗散器件的放电过程，从而达到既定工作要求。

D/A转换电路： 将单片机给出的数字控制信号转换成模拟电压作为驱动电压。

A/D转换电路： 将采集到的电压和电流信号转换成数字信号送到单片机。

显示电路： 将检测到得电流和电压实时显示在LED显示屏上。

按键切换电路 切换电流电压的显示以及电子负载的工作模式。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

研究目标：

（1）了解基于单片机的电子负载的设计原理和工作原理。

（2）进一步熟悉和掌握单片机的内部结构和工作原理。