電子負載:控制内部功率的導通量-中文百科頻道

用途

電子負載應該有完善的保護功能。保護功能分為對内（電子負載）保護功能和對外（被測設備）保護功能。對内保護有：過壓保護，過流保護，過功率保護，電壓反向和過溫保護。對外保護有：過流保護，過功率保護，吃載電壓和低電壓保護。選擇電子負載應該選擇是擁有真保護功能的電子負載。如果功能是由硬件實現的，保護速度會很快。如果是由軟件實現，速度有滞後性，并且模組死機的話将會發生危險。

由于電子負載的特殊性能（提供強大的測試環境，以滿足不同的外界需求），故在電子儀器儀表中占有很大的一片市場主要适用于各種電源、電池、适配器及需要電子負載測試場合。

工作原理

電子負載可以模拟真實環境中的負載（用電器）。它有恒流、恒阻、恒壓和恒功率功能。電子負載分為直流電子負載和交流電子負載，由于電子負載的應用面問題，本文主要介紹直流電子負載。

電子負載一般分為單體電子負載和多體電子負載，此劃分針對用戶需求，待測物單一或需多個同時測試而定。我們就以具有代表性的多體電子負載為例來說明，選取了各個廠商的代表性産品：安捷倫N3300A系列，CHROMA63100系列，博計3310D系列和艾德克斯IT8700系列為例針對電子負載的選型加以說明。

可編程電源-電子負載可以模拟真實環境中的負載（用電器），一般對電源要求比較嚴格的廠家都會用電子負載來檢測電源的好壞。它有好多功能，可以調節負載大小，以及短路，過流，動态等等，應該說所有的電源廠家都會有用，而且也必須有。

注意事項

負載的區别

容性負載：和電源相比，負載電流超前負載電壓一個相位差，此時負載為容性負載（如補償電容負載）。

電路中類似電容的負載，可以使電流超前電壓降低電路功率因數。

一般把負載帶電容參數的負載，即符合電壓滞後電流特性的負載成為容性負載。充放電時，電壓不能突變。其對應的功率因數為負值。對應的感性負載的功率因數為正值。

在高頻領域,是指負載虛部為負值的負載。

一般電源控制類産品，所給出的負載，如未加說明則是給出的是視在功率；即總容量功率；它既包括有功功率，也包括無功功率；而一般感性負載說明中給出的往往是有功功率的大小，例如熒光燈，标注為15~40瓦的熒光燈，鎮流器消耗功率約為8瓦，實際在考慮用定時器，感應開關在控制它時，則要加上這8瓦；

具體不同的産品感性部分，即無功功率的大小，可以通過其給出的功率因數來計算。

混聯電路中容抗比感抗大,電路呈容性反之為感性。

通常的用電器中并沒有純感性負載和純容性負載。因為這兩種負載不做有用功。

隻有在補償電路中才使用純感性負載或純容性負載。又因為絕大多數負載除阻性外，多數為感性負載，因此補償的時候多數就用電容來補償，所以，純容性負載用得比純感性負載多。如電動機，變壓器等等，通常為感性負載。部分日光燈為容性負載。

舉例

純感性負載就是一組電感。通常用來補償電路中的容性電流。

在電路中帶線圈的用電設備，其線圈部分即為純感性負載。如電動機、變壓器、電風扇、日光燈鎮流器等。

純感性負載的電流是不能突變。感性負載應用廣泛。在電路中帶電容的用電設備，其電容部分即為純容性負載。如補償電容等。

純感性負載

的電流不能突變。從理論上講：純電阻電路、純電容電路、純電感電路是不存在的。

電阻負載在作功時也會有電感、電容性負載存在。例如：導線間會存在線路間的電容，導線間和對地間存在電感，期間感性負載通常大于容性負載。電力電容在作功時也會發熱，即電阻性作功。電感亦如此。元件的阻抗是頻率的函數。在全頻率範圍内純電阻電路、純電容電路、純電感電路是不存在的。

理論上隻有可能在某一個頻率存在.實際中應該做不到。

分類

一、諧波：我國電網的頻率為50Hz，凡是高于50Hz的頻率的波都稱為諧波。諧波是以倍加形式産生，也就是說頻率為50的倍數：100、150、200……，凡是高于50Hz的波稱為高諧波。

二、負載：指消耗電能的裝置，把電能轉換為機械能、熱能、光能等。負載就是指用電器，例如：燈光、燈管、電爐、電機、冰箱、空調等。

三、輕載：輕載主要是指電機所帶動的設備比較輕，沒有達到其設計的額定功率，就是實際載荷小于設計載荷。

四、變載：變載是指電機在運行過程中，所帶動的載荷在不斷的發生變化，有時重，有時輕，反應到電機上為有時輸出的功率大，有時小。在電壓一定的情況下，電流随負載變化而變化。例如：锷式破碎機、各種壓力機、沖壓機床、抽油機、壓縮機、油壓機、電動衣車等。

五、恒載：恒載也稱為固定負載，就是電機在運行過程中，負荷基本不變，電機的輸出功率和電流基本是一個恒定的值。輕載可能是恒載。

六、超載運行：超載運行是指電機處在一種超過本身載荷能力的運行。比如說一個55KW的電機額定電流為110A，而在實際運行當中電流超過110A，就是超載運行，長期處于超載運行的設備會受到損壞，減少其使用壽命。

七、負載率：負載率是實際工作電流與額定電流的比值。負載率=實際工作電流÷額定電流×100%

八、電機額定功率與額定電流的關系：一般講，電機的額定電流是額定功率的2倍。例如：一個37KW的電機，它的額定電流大約是37*2=74A，一個100KW的電機，它的額定電流大約是100*2=200A

九、感性負載、阻性負載：對于燈具來講，靠氣體導通發光的燈具就是感性負載，靠電阻絲發光的屬于阻性負載，感性負載如：日光燈、高壓鈉燈、汞燈、金屬鹵化物燈等。阻性負載如：碘鎢燈、白熾燈、電阻爐、烤箱、電熱水器、熱油汀等。電機也屬于感性負載。

十、幾種常用燈光的實際工作電流：（在電網電壓220V情況下）

1、400W高壓鈉燈單隻燈，工作電流為3.1～3.3A。

2、250W高壓鈉燈單隻燈，工作電流為2.0～2.3A。

3、400W金屬鹵化物燈單隻燈，工作電流為2.0～2.2A。

4、250W金屬鹵化物燈單隻燈，工作電流為1.4～1.6A。

5、電感式鎮流器40W日光燈單隻燈，工作電流為0.28～0.30A。

6、電子式鎮流器40W日光燈單隻燈，工作電流為0.14～0.16A。

根據以上數據可知，燈光耗電除燈光本身外，鎮流器也消耗電能。

十一、在燈光電路中，如果全部采用電抗式鎮流器，裝上節電器後，電流會下降30%，但電子式日光燈電流基本無下降，線路中裝有補償裝置，電流下降也比較少。

其它信息

基本選擇

電壓，電流和功率的選擇

根據被測設備的輸出特性來選擇電子負載：電壓，電流，功率和測試需求精确度。電子負載的模組在測試時隻能夠單獨工作或者并聯操作，串聯對于模組來說是很危險的。所以最理想的狀态是所有要求均在單模組的量程範圍内，其次是通過多模組并聯能夠實現的選型。也就是說，所選模組的電壓時一定要符合測試要求。單個模組或者滿裝機框時的電流和功率總和要滿足測試要求。

精确度和分辨率的選擇

精确度和分辨率是電子負載的一個重要的參數指标。

電子負載的精确度不同表示方法的意義。

1%+2d 1%的測量值+最小顯示值的2倍

1%+2%FS：1%的測量值+1%的滿量程

1%OF：1%的（滿量程+測量值）

可編程電源-電子負載功能選擇

基本功能選擇

市面上的電子負載均有基本的四項功能：恒流、恒壓、恒阻和恒功率（安捷倫沒有恒功率）。在功能基本相同，精确度相差不大的情況下，怎麼判斷是否符合要求呢？CHROMA和博計的電子負載隻有一套工作電路，就是恒流功能。其他功能是根據歐姆定律計算出來，雖然标稱有其他功能，但是實際情況是隻有恒流功能，通過調節電流來實現其他功能。這樣節省了成本，卻留下了其他功能工作精度低，工作的不穩定,在他們内部流傳的一句話是，恒阻功能的誤差沒有上限。測試完成的情況，要看電源的質量，外部環境和運氣了。而安捷倫電子負載的所有功能均有不同的電路實現，完全能夠很好的完成所标稱的所有極限指标，穩定帶載。

如果隻是用到恒流功能，對其他功能要求不多的情況下，可以選用合适的，符合精确度的電子負載。如果對其他功能要求能夠穩定的帶載，就要考慮這個問題了。

動态帶載

動态帶載，就是電子負載做模拟的變化帶載，也叫瞬态。幾個重要的參數：

變化斜率：籠統的說是電子負載可以完成的變化速度，精确地說是電子負載變化時，從變化量的10%～90%的變化速率。恒流狀态下的單位是A/mS，A/uS。

響應時間：電子負載可以完成變化的最小時間。單位uS。

電子負載的動态（瞬态）頻率分為兩種：

動态頻率（隻包含一個上升沿或者一個下降沿，或者說單位時間變化的次數），瞬态頻率（一個周期包含上升沿+下降沿）。

一個電子負載是否做的貨真價實，就要看電子負載的變化帶載完成的情況了。如果是硬件實現的功能，就可以用示波器測試電流輸出監視端口，查看波形是否完好。如果出現毛刺或者信噪比很大的情況下，那麼此功能僅僅是由軟件計算，而不是硬件實現的。

軟件實現的動态帶載時無法完美的執行電子負載所設定的變化。但是如果要求不高，可忽略這種現象造成的影響。

模拟帶載（外部編程輸入）

本功能是為了實現更複雜的電子負載帶載變化情況而設定的功能。動态帶載是模拟一個梯形波變化的帶載功能，而本功能大大擴充了電子負載所能執行的變化方式。隻要信号發生器能夠發生的電壓在10V一下的波形信号，電子負載均能模拟。擁有此功能的電子負載有，安捷倫和博計。其中博計是不建議客戶使用此功能。

序列功能