[发明专利]一种中低电压电源测试用有源负载

说明书

本发明提出了一种中低电压电源测试用有源负载，包括：电源模块的输出端与所述电压转换模块的输入端连接，所述电压转换模块的输出端与有源负载连接，用于将来自所述电源模块的电源电压分别进行升压和降压操作，以转换为两路恒定电压；所述有源负载的输出端与所述MOS管的漏极连接，所述MOS管的源极与所述恒流源负载的输入端连接；其中，将全部负载功率动态的分配给所述MOS管和恒流源负载，在低电流时，负载由所述MOS管和恒流源负载担负；随着负载功率的增加，功率负载由所述MOS管向所述恒流源负载过渡直至担负大部分负载功率。

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种中低电压电源测试用有源负载。

背景技术

几乎所有的电源产品测试都需要进行负载测试，以确保电源的输出电压和电流在规定的负载范围内(无负载到最大负载)符合相应的规范。测试所使用的负载通常有两种既无源负载和有源负载。

无源负载可以是简单的固定值电阻。使用简单的固定电阻可以测试指定的功率并进行老化测试，当需要不同的负载值时，需要通过人工来调节或更换。无源负载的一个明显的弱点是无法对电源进行动态测试，因此造成电源产品的完整性参数测试的缺失。

有源负载是可以设定等量固定电阻的电子设备，在设定的电阻上，它等价于固定负载，同时，通过手动或软件编程可以进行快速、连续和线性的调节。通过开关控制可以继行动态测试，比如暂态响应测试。比如电池的放电和放电测试需要指定放电参数，以免电池受到伤害，比如恒流放电、定时放电、过压自停等等，当然这需要电子负载具有条件触发功能，如定时触发、累计值触发、参数阀值触发等等。在电子测试设备领域中，有源负载用于是电源自动测试的有效工具。图1为现有常用的有源负载是恒流式负载。

在恒流模式下，当VREF电压固定时，无论输入电压VCC是否改变，经过Q1和Rs的负载电流都是恒定的。其原理是利用MOS管的线性区，把它当作可变电阻来调节和改变负载电流。MOS管在恒流区(即放大状态)内，在Vgs一定时，Id不随Vds的变化而变化，这样就实现了MOS管输出回路的电流恒定。在实际当中，通过运放对MOS管进行驱动和电压控制，也就是实现了电压-电流的转换。

但是上述技术方案存在以下技术局限：虽然上述电路可以实现有源负载的功能，但技术缺陷和局限也是明显的，主要有二。一是功率MOS器件的温度和散热；二是被测电源的电压不能太低。

作为功率耗损、有源负载与普通电阻完全一样，既电源的电能都会转换成负载上的热能，在没有或散热有限时，功率MOS器件的温度很容易上升到100℃。因此有源负载中需要使用大功率MOSFET并附带散热装置以承受温度升高。这样做的结果就是有源负载的体积大幅度增大。再者，如果功率MOS器件是直接焊接在PCB上，PCB的温度同样也会升高，这将导致整体电路的可靠性和寿命的降低。

由于技术和设计的原因，在一定的负载电流条件下，VCC电压不能太低，这意味着低电压的电源测试受到限制。在嵌入式和高速通讯的设计中存在着大量的的低电压电源，比如USB电源，Ethernet PHY电源，FPGA和SoC等等需要1V到1.8V电源其输出电流可能需要几个安培。对于这些电源，鲜有体积、性能和价格都合适的有源负载。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种中低电压电源测试用有源负载。