充分利用您的直流电子负载

用于资格认证电源系统的重要测试之一是负载测试，其中电源在被监控的同时向测试负载供电。可以使用像大功率电阻器这样简单的设备，但更高的负载需要一件精密测试设备来评估。我们在电子领域使用的标准设备是直流电子负载，本质上是用于测试电路从直流电源传递的可编程负载。

直流负载可以非常简单，基本上只根据负载设置消耗直流电。一些直流负载具有更高级的功能或可编程以模拟瞬态、功率斜升或脉冲功率传递。如果您需要测试商业用途的电源系统，那么您应该利用直流电子负载上的某些功能。以下是这些单元的工作方式和您可以执行的一些测试。

直流电子负载中的特性

所有直流负载都包括一组特性，允许对不同类型的电源调节器进行实验。这些特性包括：

• 恒定电压控制
• 恒定电流控制
• 恒定功率控制
• 恒定电阻控制

这四种操作模式用于测试电源系统中不同类型的调节方法。基于这些不同调节模式提供的数据，直流电子负载仪器可以直接用来测量功率转换效率。这些系统还提供了测试系统其他方面的方法，如热行为，并在高功率下调查EMI的来源。

BK Precision 8550 直流电子负载

直流负载测试方法

获取电源系统性能准确数据的第一个方面是选择正确的负载测试方法。上述提到的四种直流负载模式用于不同类型的电源调节器；这些总结如下。

所有这些假设负载连接到直流电源。负载可以在直流值之间变化，只要变化速率足够慢，仪器就会注册变化。

旨在提供高功率的电源调节器是使用反馈来调节到特定输出电压的开关调节器。使用直流电子负载，也可以检查直流下的控制环路，或者注入噪声用于检查电路的调节能力。然而，真实的数字系统不是在直流下运行，它们是在交流下运行。用于测试这些调节器电路或VRMs的直流电子负载需要另一个功能，以启用这种测试。

瞬态响应

一些直流负载将具有瞬态功能或步进函数功能，允许测量直流调节器的交流响应。本质上，瞬态功能将在非常短的上升时间内向内部负载电路提供电力，模拟输入上的步进函数。电源调节器电路从低功率传递非常快速地过渡到高功率传递，以及调节器电路和反馈环路需要补偿这种输出功率的阶跃变化。在此负载测试期间可以测量结果响应，通常与另一种仪器（如示波器）结合使用。

从直流负载的瞬态测量中你可以学到什么？有几个重要的事项可以检查：

• 负载步进期间的突发EMI
• 调节器电路输入上的涌入
• 上游电源的输出电压下降
• 驱动调节器进入不稳定或持续振荡
• 负载步进后上升到满功率输出的时间

以上所有情况都需要使用示波器，或者在爆发式电磁干扰的情况下使用频谱分析仪。

瞬态模式和扫描

通常，在尝试模拟调节器上的高功率负载时，我们不仅仅想要观察单个瞬态事件。商业系统中的调节器可能需要承受多个瞬态事件，其中一些可能会随机出现。然后，系统需要能够补偿大型单一事件，以及重复的随机事件，有时这些事件在延迟和幅度上会有所不同。

例如，Rigol DL3000系列电子负载允许连续的脉冲流和通过可能的测试值列表进行斜坡变化。这种切换允许模拟周期性或随机的负载变化，并使测试更接近于您可能在真实系统中期望的情况。

直流负载中的瞬态模式配置。（来自Rigol DL3000配置的图像）

Rigol上面显示的负载，以及其他负载，甚至可以在负载步骤上叠加振铃波。这将需要测试电源调节器或VRM中的控制环响应。

它没有告诉您的是调节器电路和您的电路板的PDN对负载变化的响应。为此，您将需要一个带有探针访问权限的测试板和一个能够处理非常宽带宽电力传递的专用探针。这种更专业的时域测量涉及多种仪器，是我将在未来的文章中讨论的内容。

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