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為什么電子負載不能串聯(lián)使用?

更新時間:2022-08-30點擊次數(shù):1942
如今隨著電子產品電壓的不斷攀升,400V,600V甚至1000V,能滿足如此高電壓的電子負載型號非常有限。于是很多人就會考慮將多臺電子負載串聯(lián)的辦法,但是絕大部分的電子負載都是無法串聯(lián)使用的。

電子負載和直流電源一樣,具有正、負極接線端子,一般用于電源產品的測試時吸收電源的功率。當然,除了直流電源,包括 DC-DC 適配器,鋰電池,燃料電池或者太陽能板等都會使用到電子負載。

 

1.jpg

如果我們要測試一個固定輸出 20V,最大電流 5A,功率 100W 的直流電源,那我們就必須使用一臺電壓、電流及功率與之相當,甚至更大的電子負載來吸收來自電源的功率。因為電源是一個恒定電壓輸出 20V 的恒壓 CV 源,測試時電子負載就需要工作在恒流 CC 模式,并設定其電流從 0A 至 5A 之間。當然,如果是其他類型的恒流 CC 直流電源,電子負載就需要工作在恒壓 CV 模式,還有一些情況需要電子負載工作在 CR 或者 CP 模式。
通常如果被測的直流電源的功率較大,而單個的電子負載沒有足夠的功率,我們可能會希望將多個電子負載進行串聯(lián)或并聯(lián)來擴展電子負載的功率。如果是電流不  夠,我們可以通過將多臺電子負載并聯(lián)起來,但如果電壓不夠,是否也可以使用幾臺電子負載進行串聯(lián)呢?
如果你這樣做,估計你不但不能夠實現(xiàn)你的測試目的,更可能得到的結局是損壞電子負載。

接下來我們就一起分析這是為什么?當然,我們必須事先了解電子負載是如何工作的,這個在之前的博客文章中有介紹。電子負載是通過控制和調整跨接在其輸入端的FET 功率場效應管 RDS,似乎將多臺電子負載串聯(lián)應該沒有什么大問題。如圖 2 所示,假如我們將兩臺串聯(lián)的電子負載都設置為 CC 模式,而且設置為*相同的電流值,譬如都設置為 10.00A。但實際上電子負載不可能是絕對的 10.00A,如果其中一臺實際為 9.99A,而另外一臺為 10.01A。這樣一來,電子負載 2 就不可能達到其設置值,因此,它就不停的減小 FET 的 RDS 直到 0(短路),這樣所有的電壓就全部加載到電子負載 1 上使得它過壓損壞。

2.jpg

也有人建議兩臺電子負載分別工作于恒流 CC 模式和恒壓 CV 模式,而且這似乎可以實現(xiàn)設定電壓、電流點的工作狀態(tài)。但是如何讓這兩臺電子負載進入到設定的 CC 及 CV 工作點?

假設我們先設定好電子負載,然后再將負載連接到被測電源,設定于 CC 模式的電子負載因為沒有任何電流,因此將 FET 的RDS  設置為 0(短路);而設定于 CV 模式的電子負載因為沒有任何電壓,將 FET 的 RDS 設置為+∞
(開路)。所以在電源接入的瞬間,電源上的所有電壓 100V 都加載到 CV 模式的負載上,就可能損壞。
有一種折中的方法,通過調節(jié)直流電源的上電電壓斜率,讓被測的電源慢慢的抬升其輸出電壓(需要被測電源具備這樣的能力),這樣有可能讓這兩臺串聯(lián)的電子負載進入設定的工作點。
即使這樣,如果在工作過程中出現(xiàn)任何異常,觸發(fā)電子負載的保護,兩臺電子負載分別會進入短路或開路的情況,依然會導致電源的電壓 100V 加載到電子負載輸入端的情況,損壞電子負載。
通過以上分析,我相信你已經非常清楚為什么我們不推薦多臺電子負載進行串聯(lián)實現(xiàn)更高電壓測試!


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