[发明专利]一种恒流电子负载电路及其工作方法

说明书

本发明公开了一种恒流电子负载电路及其工作方法，包括电压检测电路、MCU微控制器控制电路、开关元件阵列和电阻阵列，电压检测电路经12位的A/D转换电路与MCU微控制器控制电路连接，MCU微控制器控制电路依次经开关元件阵列和电阻阵列与电压检测电路连接，MCU微控制器控制电路采集负载两端的电压，经MCU计算后和给定的恒流值比较，根据比较的大小控制开关元件阵列的状态，改变电阻阵列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。本发明电路结构简单、负载恒流稳定性好、精度高、适用面广等优点，适用于电源、电池测试领域的自动控制测试及试验。

技术领域

本发明属于电路技术领域，具体涉及一种恒流电子负载电路及其工作方法。

背景技术

一般电子类负载在恒流(CC模式)设计中都会采集电流以实现恒流的闭环控制，在输出电流采样部分，会采用分流器、霍尔传感器、互感器等各种电流采样元器件。而市面上大部分的分流器都是毫欧级别的，但是在大电流输出的情况下，分流器所承受的功耗也不会小，一般是几瓦特(W)，而且分流器后面需要匹配高放大倍数的芯片进行放大，那么成本、采样精度以及小信号的处理都将成为影响恒流负载设计的关键难点因素。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种恒流电子负载电路及其工作方法。

本发明采用以下技术方案：

一种恒流电子负载电路，包括电压检测电路、MCU微控制器控制电路、开关元件阵列和电阻阵列，电压检测电路经12位的A/D转换电路与MCU微控制器控制电路连接，MCU微控制器控制电路依次经开关元件阵列和电阻阵列与电压检测电路连接，MCU微控制器控制电路采集负载两端的电压，经MCU计算后和给定的恒流值比较，根据比较的大小控制开关元件阵列的状态，改变电阻阵列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。

具体的，MCU微控制器控制电路经过压过流保护电路与电阻阵列连接。

具体的，开关元件阵列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。

具体的，电阻阵列用于实现负载的总电阻值，由多个功率电阻和电阻并联构成。

具体的，MCU微控制器控制电路依次经光电隔离和通讯接口电路与显示电路连接，光电隔离通过高速光耦隔离MCU微控制器和显示电路之间的通讯信号，通讯接口电路用于MCU微控制器和显示电路之间的数据交换。

具体的，MCU微控制器控制电路还连接有按键设置电路和监视器，按键设置电路用于系统对所需恒流电子负载的初始设置，MCU微控制器控制电路根据初始设置匹配所需电阻单元阵列的开关状态，并经采集电压反馈动态对电阻单元进行管理，监视器对MCU微控制器控制电路进行监控。

本发明的另一个技术方案是，一种恒流电子负载电路的工作方法，利用依次连接的MCU微控制器控制电路、开关元件阵列和电阻阵列实现恒流电子负载，通过采样负载两端的电压，反馈给MCU微控制器控制电路，MCU微控制器控制电路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。

具体的，工作方法如下：

MCU微控制器控制电路控制开关元件阵列的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；