怎么科学快速地检测电源产品的功用和目标成了一大难题。静态能耗式负载像电阻和电阻箱等，选用有级调理，负载方式单一，功率小。实践中的实践负载方式比较杂乱，一般都是动态的，即负载随时刻、频率在不断的改动，传统的静态负载越来越不能满意电源测验的要求。因而，国内外学者都在寻求能够代替的负载方式，产生了由电阻、电感、电容、晶体管和集成电路组成的电力电子负载。它能够在输入端模仿线性、非线性和特别负载的电特性，到达对被测设备各种电特性的测验意图。一起将电力电子技能和微机操控技能引进负载设备，规划成数字电子负载，树立相应的软件操作界面，不光能够完结传统静态负载的一些基本功用，并且能够在原有负载的基础上经过晋级软件，完结更多的功用：
（1）预设测验值。在恒流方式下，测验电池2A电流的放电特性，将设定值输入电子负载，接上测验电源，电子负载将依照设定的2A的电流开端给电池放电，全程主动完结测验使命。
（2）测验参数的保存。当电子负载在出产线上运用时，可为待测验产品设定一组数据并保存下来，当下次再测验这个产品时只需调出来运用就行了，而不用再从新规划参数。
（3）测验方式的挑选。测验电源产品在不同测验方式下，不同的电流值下电压改动状况，或许是在不同电压值下的电流改动状况，此功用能够让待测电源产品在测验时依照设定的测验方式下，依据测验参数的不同主动操控输入信号。
（4）数据保存功用。少数的数据可暂时保存于DSP的RAM上，长时间保存的较大c的数据，需求经过串口把传到上位机上，保存到电脑硬盘里边。
（5）操控战略调用。对不同的待测电源，调用上位机里边不同的操控算法来完结不同的操控战略，习惯不同产品的电源特性，满意测验的精度要求。
数字式电子负载与传统的模仿电阻性负载比较，具有以下长处：
（1）体积小、重量轻、节省电能。因为电子负载体系没有把实验的一切功率变成热量，因而不用运用体积巨大的电阻箱及冷却设备，因而节省了设备空间和降低了实验设备本钱。
（2）减低了电源测验时的劳动强度，若选用传统的电阻性负载，要依据不同的所测验设备挑选拼装不同的器材，测验时操作又繁琐。电力电子负载能够依据设定主动完结测验使命，简化测验作业。
在曩昔的几年中，最显着的是功率半导体器材驱动的负载性质的改动。商场正从依照负载类型（如：电动机、磁盘驱动器、电视机线圈、荧光灯）区分转变为纯电子负载（如IC）占功率半导体运用商场的首要比例上来。这一生长的商场会集体现在功率半导体产品的改造，也为新式控IC发明了商场时机。其生长之敏捷使得业界还特别为描绘该商场界说了一个新名词：电源办理，从拓荒了IC电子负载的新天地。近年来，因为数字信号处理器、电力电子以及操控理论和操控办法的快速开展，数字操控体系已成为操控技能的干流，电子负载必将具有更宽广的远景和更广阔的商场。
1.2电子负载研讨的现状
1.2.1什么是负载
负载是指衔接在电路中的电源两头的电子元件，把电能转换成其他方式能的设备，常用的负载有电阻、马达和灯泡等可耗费电源功率的元器材。不耗费功率的元器材，如电容，也可接上去，但此状况为断路。负载一般分为如下几种：
理性负载：理性负载即具有电感的性质，磁场和电流不能骤变。当负载电流滞后负载电压一个相位差时，负载为理性，如负载为电动机、变压器。
容性负载：容性负载即具有电容的性质，充放电和电压不能骤变，当负载电流超前负载电压一个相位差时，负载为容性，如负载为补偿电容。
阻性负载：当电流和电压没有相位差时负载为纯阻性负载，如家用的白炽灯、电炉。
混联电路中容抗大于感抗时负载电路呈容性，容抗小于阻抗时为理性。
1.2.2传统的负载
曩昔人们往往运用一些互连的低功率瓷盘电阻、滑线变阻器或电阻箱作为测验负载，这些负载分辨率低，阻值会因接触不良和发热发生改动。并且有如下缺陷：设备粗笨，带着不方便，调理吃力，精度难以确保；负载电流不能接连调理，从零调到满载在加电的状态下，易接触不良打火焚毁；难以用于程控化、数字化的主动化出产线上，更不能测验电源的动态参数。
1.2.3现代的电子负载
跟着功率场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）和场效应晶闸管等首要开关器材的呈现以及电力电子变换器拓扑的开展，现代电子负载是运用有源元件主动从电源中吸收电流，一般由放大器和功率器材等电子元件组成的可调负载，靠操控功率管或晶体管的导通量（占空比巨细），经过功率管的耗散功率耗费电能的设备。它能够准确检测出负载电压，准确调整负载电流，一起能够完结模仿负载短路，模仿负载是理性电阻或容性电阻，然后能够模仿实在环境中的负载即用电器，完结对负载电流的实时调理和操控。
现有电子负载的大都是模仿操控环节，调理和操控的习惯性和实时性差，不能习惯不同电源供应器的具体状况。电子负载的数字化和智能化关键在于操控模块的数字化，用DSP来完结数字电子负载即用DSC替代传统电子负载上的操控芯片MCU，运用更合理的操控算法来完结操控要求。带有MIPS的数字信号处理器，除显着的改善产品功用外，还大大的简化了产品的规划进程。TMS320F28x系列其强壮的CPU处理才能，能够运转多种非线性操控算法，整合多种操控战略，然后为电子负载建立高功用的操控算法硬件渠道。
1.2.4电子负载的分类
电子负载常用的有恒阻和恒流两大类型，恒阻型电阻负载和一般的电阻的电压电流特性差不多。现在的运用的实践电子电路，运用很多的IC元件和电阻电容器材，电压电流特性现已和纯电阻特性相差很远，而恒流型电阻负载更接近于实践，为广阔测验人员的首选。
从电源类型来看，电子负载可分为直流电子负载和沟通电子负载两种。直流电子负载比沟通电子负载运用时刻长，规模广。开始运用电力电子器材的特性，用电力电子元件建立电子电路来模仿负载，经过剖析等值电路，能够完结模仿定电阻、定电压等特性。随后将单片机技能运用到电子负载中，完结了定电流方式和可编程斜率方式，使得电子负载能够作业在其它多种方式：动态电阻方式、短路方式等。比较直流电子负载，沟通电子负载能够模仿传统的实在阻抗负载，它能模仿一个固定或许改动的负载，乃至将实验的电能反应回电网，其电路结构如下图1.1所示。
上图1.1中，e1为待测验的沟通电源输出电压，e2为外接的沟通电网电压。
从电子负载的电子器材组成来分，可分为晶体管式电子负载、场效应管式电子负载和绝缘栅双极型晶体管式负载。
晶体管式电子负载：经过基极电流能够操控集电极电流，然后能够到达操控晶体管作为一个可变负载的意图。运用大功率晶体管作为一个电子负载，如下图所示，Ul为外接负载的电压，IL为负载电流，UR为基准电压，由图能够看出如式1.1所示。负载电流流过Rd的电压信号作为差错放大器的反相端的一个信号，基准电压UR作为差错放大器的正相端的操控信号，负载电流只和基准电压有关，与负载电压巨细没有关系。咱们经过改动基准电压UR的巨细就能够改动负载电流的巨细。
大功率晶体管构成的功率恒流源担任负载，吸收电源供给的大电流，模仿杂乱的负载方式。一旦基准电压固定，坚持在某一值上，不管负载电压怎样改动，回路中的负载电流都维持在一个稳定的电流值上。因为晶体管归于电流操控型器材，操控电流改动速度较慢，因而合适模仿电流稳定或是改动缓慢的实践负载。
并且，晶体管还存在温度系数为负的问题，所以运用进程中还需考虑温度补偿的问题。
场效应晶体管式电子负载：场效应晶体管（MOSFET）作业在不饱和区时，漏极与源极之间的伏安特功用够看作是一个受栅源电压操控的可变电阻。用MOSFET作可变电阻具有作业速度快，操控活络和可靠性好等长处，并且无机械触点，无运动部件，噪声低，寿命长。可是MOSFET的通态电阻较大，负载电流较小。所以MOSFET合适模仿一些改动速度较快，但电流不大的实践负载。
传统的以MOSFET作为电阻负载的原理图，见图1.2.由图能够看出，经过运放及反应来操控MOSFET的栅极电压，然后到达其内阻改动的意图。
绝缘栅双极型晶体管式电子负载：绝缘栅双极型晶体管，简称IGBT，IGBT作业在不饱和区时，其射极与集电极之间的伏安特功用够看作是一个受栅极电压
操控的可变电阻。它与晶体管比较，呼应速度快；与MOSFET比较，负载电流大，通态阻值改动规模大。IGBT能够用来模仿动态电弧，如图1.3所示。将事前已测得的电弧阻值改动经过计算机编程，来操控IGBT栅极电压的改动，然后到达IGBT作为可变负载时需求的改动阻值。这种电子负载是首要用来完结对弧焊电源动特性的测验。
从能量的观点来分，电子负载能够分为能耗式电子负载和能馈式电子负载。
模仿负载的首要功用是完结通讯电源的出厂实验。图1.4为电子负载实验示意图。
图1.4中的“负载模仿单元”所模仿的负载一般能够等效为电感和电阻的串联，如下图1.5中的a所示，设被试电源的输出电压为Ud.在别离模仿阻感负载和电阻负载时，其等值电路应同实践的阻感、电阻负载相同，如图1.5中的b所示。
一起，可得到它们的数学模型为：
别离解方程式，则有：
在模仿阻感负载时，电网电压在必定规模内稳定，被测电源输出电流的巨细直接正比于体系所模仿的功率的巨细，即正比于沟通侧电流的巨细，而电流的设定值若按上式（1.4）的给定进行操控，则成功地操控了被测电源输出电流的巨细，也便是成功地模仿了R、L性质的负载，此刻经过对R、L值的设定即可完结对模仿功率的设定。同理，模仿纯电阻负载时，电流设定值按上式（1.5）的给定取值即可。该负载有节省动力的意图，但前提条件是需求把握实践负载的数字模型，对一些数学模型没有清楚的实践负载而言，此办法的运用有些困难。
能馈式电子负载是一种新式的电子负载，是依据节省动力、削减开支和实验主动化的要求而规划的，它能够在完结测验功率实验的前提下，将待测验设备的输出能量大部分无污染的反应回电网，节省了大部分动力，完结了能量的循环再生运用。
1.3研讨的内容和首要的功用目标
选用单片机作为主控芯片，尽管能够完结简略的操控功用，可是调理和操控的习惯性和实时性差，特别是跟着电源产品测验的实时性和精度的要求的进步，需求处理的数据量越来越大，等级低的单片机已不再能满意要求。与单片机比较，DSP器材选用改善的哈佛结构，具有独立的程序和数据空间，答应一起存取程序和数据，片内集成了A/D和采样/坚持电路，内置高速的硬件乘法器，增强的多级流水线，使DSP器材具有高速的数据运算才能。选用DSP（数字信号处理器）的电子负载，能够对负载电流上升和下降改动速率采纳数字化实时操控，主动的调理负载电流，习惯不同的电源的测验特性要求，研讨的首要内容为：（1）、确认完结数字电子负载的计划的可行性。
（2）、规划电子负载的硬件电路，研讨主电路元器材的挑选和操控电路的规划。
（3）、结合TMS320LF2812和信号板模仿电路，研讨数字PID操控器，经过操控MOS管的门极电压巨细，来到达操控信号板上负载电流巨细的意图。
（4）、依据操控体系的功用要求，编写各个单元模块操控体系的软件程序。
（5）、完结直流电子负载的硬件电路和软件电路调试后，衔接硬件电路载入软件进行体系联调，依据实践状况修正电路和改善软件算法。
（6）、简化直流电子负载操控体系模型，进行在MATLAB中简化仿真，规划不同的操控算法，验证各种操控战略的可行性。
（7）衔接商场上出售的电源产品进行测验，并对测验成果进行剖析，依据测验的负载特性曲线，查验操控计划的正确性和可行性，研讨讨论实践运用中存在的问题，加以改善。
根据DSP的直流电子负载体系规划应当满意以下要求：
