[发明专利]一种恒流电子负载电路及其工作方法

权利要求书

1.一种恒流电子负载电路，其特征在于，包括电压检测电路(1)、MCU微控制器控制电路(3)、开关元件阵列(6)和电阻阵列(8)，电压检测电路(1)经12位的A/D转换电路(2)与MCU微控制器控制电路(3)连接，MCU微控制器控制电路(3)依次经开关元件阵列(6)和电阻阵列(8)与电压检测电路(1)连接，MCU微控制器控制电路(3)能够采集负载两端的电压并经MCU计算后和给定的恒流值比较，根据比较结果控制开关元件阵列(6)的状态，改变电阻阵列(8)接入电阻的数量调节接入负载的总电阻值，实现实时恒流控制；

MCU微控制器控制电路(3)经过压过流保护电路(5)与电阻阵列(8)连接，电阻阵列(8)由多个功率电阻和普通电阻并联构成，用于实现负载的总电阻值；

开关元件阵列(6)由多组开关元件并联构成，每组开关元件包括串联连接的场效应管和电阻，根据MCU微控制器控制电路(3)采集的实时电压确定场效应管的开关闭合状态，实现电阻阵列接入负载的开关状态，MCU微控制器控制电路(3)依次经光电隔离(9)和通讯接口电路(10)与显示电路(11)连接，光电隔离(9)通过高速光耦隔离MCU微控制器控制电路和显示电路之间的通讯信号，通讯接口电路(10)用于MCU微控制器控制电路和显示电路之间的数据交换，MCU微控制器控制电路(3)还连接有按键设置电路(4)和监视器(7)，按键设置电路(4)用于对系统所需恒流电子负载的初始设置，MCU微控制器控制电路(3)根据初始设置匹配所需开关元件阵列的开关状态，并经采集电压反馈动态对电阻阵列进行管理，监视器(7)用于对MCU微控制器控制电路(3)进行监控；

所述恒流电子负载电路的工作方法具体为：

利用依次连接的MCU微控制器控制电路(3)、开关元件阵列(6)和电阻阵列(8)实现恒流电子负载，通过采样负载两端的电压，反馈给MCU微控制器控制电路(3)，MCU微控制器控制电路(3)根据负载两端电压的变化，实时调节负载电阻的大小，达到电流的恒定，具体如下：

MCU微控制器控制电路(3)控制开关元件阵列(6)的n个开关元件，再由n个开关元件控制n个并联的负载电阻，一个开关元件和一个电阻组成一个开关电阻单元；

当开关元件导通时，对应电阻被选中，第一个开关电阻单元的电阻值为A，任意两相邻电阻单元间的电阻值互为2倍关系，通过开关元件控制并联电阻单元不同通道的导通控制电子负载的总电阻值；

控制开关元件的导通实现负载阻值的调整，通过给出相应开关元件的导通控制方式，保持电流恒定，电阻单元阵列中的最后一个电阻单元为总电阻的最小精度调节单元，当最后一个电阻单元导通后和其余路电阻并联，并联前后总电阻值之差即为该电路的最小调节阻值；

并联电阻单元的最小调节阻值h为：

其中，B为开关电阻单元中从第b路开始导通算起的该路电阻值，负载电阻的取值范围为到2^n-1A，总电阻值的变化范围为到B，并联电阻单元对应的电流调整率为：