为什么电子负载不能串联使用?

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如今随着电子产品电压的不断攀升,400V,600V甚至1000V,能满足如此高电压的电子负载型号非常有限。于是很多人就会考虑将多台电子负载串联的办法,但是绝大部分的电子负载都是无法串联使用的。

电子负载和直流电源一样,具有正、负极接线端子,一般用于电源产品的测试时吸收电源的功率。当然,除了直流电源,包括DC-DC适配器,锂电池,燃料电池或者太阳能板等都会使用到电子负载。


如果我们要测试一个固定输出20V,*大电流5A,功率100W的直流电源,那我们就必须使用一台电压、电流及功率与之相当,甚至更大的电子负载来吸收来自电源的功率。因为电源是一个恒定电压输出20V的恒压CV源,测试时电子负载就需要工作在恒流CC模式,并设定其电流从0A至5A之间。当然,如果是其他类型的恒流CC直流电源,电子负载就需要工作在恒压CV模式,还有一些情况需要电子负载工作在CR或者CP模式。关于直流电源及电子负载的恒压CV或恒流CC模式,可以阅读我之前的博客文章。

通常如果被测的直流电源的功率较大,而单个的电子负载没有足够的功率,我们可能会希望将多个电子负载进行串联或并联来扩展电子负载的功率。如果是电流不够,我们可以通过将多台电子负载并联起来,但如果电压不够,是否也可以使用几台电子负载进行串联呢?

如果你这样做,估计你不但不能够实现你的测试目的,更可能得到的结局是损坏电子负载。

接下来我们就一起分析这是为什么?当然,我们必须事先了解电子负载是如何工作的,这个在之前的博客文章中有介绍。电子负载是通过控制和调整跨接在其输入端的FET功率场效应管RDS,似乎将多台电子负载串联应该没有什么大问题。如图2所示,假如我们将两台串联的电子负载都设置为CC 模式,而且设置为完全相同的电流值,譬如都设置为10.00A。但实际上电子负载不可能是**的10.00A,如果其中一台实际为9.99A,而另外一台为10.01A。这样一来,电子负载 2就不可能达到其设置值,因此,它就不停的减小FET的RDS直到0(短路),这样所有的电压就全部加载到电子负载1上使得它过压损坏。


也有人建议两台电子负载分别工作于恒流CC模式和恒压CV模式,而且这似乎可以实现设定电压、电流点的工作状态。但是如何让这两台电子负载进入到设定的CC及CV工作点?

· 假设我们先设定好电子负载,然后再将负载连接到被测电源,设定于CC模式的电子负载因为没有任何电流,因此将FET的RDS 设置为0(短路);而设定于CV模式的电子负载因为没有任何电压,将FET的RDS 设置为+∞(开路)。所以在电源接入的瞬间,电源上的所有电压100V都加载到CV模式的负载上,就可能损坏。

· 有一种折中的方法,通过调节直流电源的上电电压斜率,让被测的电源慢慢的抬升其输出电压(需要被测电源具备这样的能力),这样有可能让这两台串联的电子负载进入设定的工作点。

· 即使这样,如果在工作过程中出现任何异常,触发电子负载的保护,两台电子负载分别会进入短路或开路的情况,依然会导致电源的电压100V加载到电子负载输入端的情况,损坏电子负载。

通过以上分析,我相信你已经非常清楚为什么我们不推荐多台电子负载进行串联实现更高电压测试!

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