一、引言
电子负载是一种起程控电能吸收装置作用的仪器。其主要应用是对直流电源进行测试。不过，它也可用于其它场合，如制造或研发期间的电池测试、固态半导体大功率元件测试、直流电动机测试、直流发电机测试和固态电动机控制的测试。通常，电子负载具有允许输出电压和输出电流迅速改变的高输出阻抗。由于电子负载要吸收能量，故常常称之为“电流吸收器”。典型情况下，电子负载的额定值从几十W到几kW，电流额定值从几A到几百A，电压额定值从几V到1kV左右。电子负载有固定电流（CC），固定电压（CV），固定电阻（CR）模式，可分别用于不同的电源参数的测量。电子负载在作为一个可变或恒定电阻时，还可以作为直流电压、直流电流的测量，而且有保护功能。这既利于提高测量速度也方便测量。因此，电子负载的正确使用和测试是很重要的。
二、直流电子负载的特点
1. 直流电子负载能在设定的模式下显示电压、电流，可以代替直流数字电压表；可以测量
直流恒流源的输出电流，特别是10A～100A以上的大电流。
2. 直流电子负载在设定为固定电流模式下允许同极性的模块并联使用，此时负载电流为所
有电子负载的电流之和，负载功率也为所有负载功率之总和。但切记不可以串联使用。 3. 当测量电源的CV态的负载调整率、输出电压调整或动态模拟负载时，使用固定电流模
式比较合适；
4. 当测量电源的CC态的负载调整率、输出电流调整或动态模拟负载时，使用固定电压模
式比较合适；
5. 使用面板操作时能控制负载电流上升或下降的变化率，可以将感性引线的压降现象降低
到最低程度，或测试待测电源供应器的输出暂态反应特性。
6. 用直流电子负载测量电源时，要保证两者正负对应连接，反接会损坏负载的模块。 7. 电子负载基本上都有远端电压的测量功能，即配有电压敏感设置和端口测量，以减小在
电流时测量引线引起的分压，避免测量误差。 三、主要应用
1. 把电子负载设定在CC模式，负载关闭，此时用电子负载以电压表形式测量直流稳压电
源CV态的开路输出电压；
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2. 把电子负载设定在CC模式，打开负载及其短路设置，此时用电子负载以电流表形式测
量直流稳压电源CC态的输出电流；
3. 直流电源的稳压即CV态的负载调整率的测量：
例如有一台电源，规格30V/30A，（把电压调节到最小，电流调节到适当值），则设置负载在CC状态，打开负载（LOAD ON），设置负载的CC值为30A，调节电源的电压值，此时负载值随着外加电压的改变而变化，直到调节电压为30V时，电子负载测量出电源带载的实际输出电压Um和回路电流。
再设置负载的CC值为零，则此时相当于断开负载，电子负载作为一个直流电压表，测量出电源不加载的输出电压Un 。
则电源CV态的负载调整率为
ΔU=
U
m
−U
Un
n
×100%
4. 直流电源的稳流即CC态的负载调整率的测量
如有一台电源，规格30V/30A，（把电流调节最小，电压调节到适当值），则设置负载在CV态，打开负载（LODA ON），设置负载的CV值为30V，调节电源的电流值，此时负载值随着回路的电流的改变而变化，直到调节电流为30A时，电子负载测量出电源带载的实际输出电压和回路里的电流Im。
可以设置负载的CV值为0，相当于短路负载，此时电子负载作为一个直流电流表，测量出电源不加载的输出电流In。
则电源CC态的负载调整率为：
ΔI=
Im−In
×100%
In
说明：如果电子负载的测量准确度不能满足测量电源的需求，则可以在测量的同时，在电源的测量回路里串联电流表进行测量电流。
5. 需要说明的是：用DC电子负载测量电源时，若不用Vsense端，则若10mΩ的引线电阻在回路电流为10A可引用0.1V的压降，即电子负载测量值将小于电源实际输出电压值，为了测量准确，Vsense两端要直接于电源输出的两端，电子负载则取样测量Vsense两端的电压来测量，而回路电流则与四线Vsense测量无关。
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四、校准方法
DC电子负载有不同的型号，但校准方法基本类似，下面以3330A系列双直流电子负载为例子，来说明具体的校准方法。
4.1 3330A模块的测量范围（以A通道为例子）
电压： +15V/60V 电流： +15A/50A
电阻： 0.04～1.2～4.5kΩ
功率： 250W
4.2 技术指标
电压：0.05%±0.05%FS 电流：0.2%±0.2%FS
CC，CV，CR模式：0.2%±0.2%FS 4.3校准步骤 4.3.1 电压表的校准 1. 设置本模块
模式MODE在CC固定电流，不打开负载，其余设置均在开机状态的初始设置。 2. 把标准DC电压源的两端正负对应接在CHA的负载两端，在电子负载模块的电压测量范围内，选择对应设置标准电压源输出，与电子负载的指示值相比较，应符合电压指标。 4.3.2 Vsense敏感端电压的校准
按下CONFIG，设置负载敏感端电压ON，关闭CONFIG，使负载显示在CC状态，LOAD OFF，把标准DC电压源的两端正负对应接在各自通道敏感端电压Vsense两端，在电子负载模块的电压测量范围内，选择对应设置标准电压源输出，与电子负载的指示值相比较，也应符合电压指标。
4.3.3 CV模式电压校准
负载打开后的测试需要使用DC源，预先把标准源的电压和电流均设在最小或无输出状态。
1.设置本模块：MODE在CV固定电压，打开负载LOAD，其余设置均在开机状态的初始设置。 2.把DC源的两端正负对应接在LOAD的两端；把标准电压表并联在负载LOAD的两端。 3.设置负载模块的CV电压为2V，把DC源的电流先向上调节一点，开始调节DC源的电压按钮，使负载指示在2V，电压旋钮继续调节，负载电压指示值不改变。
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注意，此时DC源电流会相应显示回路中的电流值，如果电流太小，可以适当调节电流旋钮以增大电流，但是DC源的输出功率不能超过负载的使用功率。
此时负载的电阻值随外加的电流的改变而变化。 4.此时CV设置值时的电压标准测量值和负载指示值相比较。 5.类似上述方法在电压量程内可以测试其它选择点。 4.3.4 CC模式电流的校准
说明：本负载在CC模式允许短路（LOAD ON）.
1.设置本模块：MODE在CC固定电流，打开负载LOAD ON，其余设置均在开机状态的初始设置。
2.把DC源的两端正负对应接在负载LOAD的两端；把标准电流表串联在DC源与负载的回路里。如下图1连接。
标准电流表 + - DC 源 - + 电子负载
图1
3.设置负载模块的CCL电流为1A，把DC源的电压先调节为约几伏左右，开始调节DC源的电流旋钮，使负载指示约1A，继续调节电流旋钮，负载电流指示值不变。此时负载的电阻值随外加的电压改变而变化。
4.此时CC设置为1A时的电流标准测量值和负载指示值相比较。同理可测试其它点。 4.3.5 CR模式电阻的校准
1.设置本模块：MODE在CR固定电阻，打开负载LOAD ON，其余设置均在开机状态的初始设置。
2.把DC源的两端正负对应接在LOAD的两端；把负载的Vsense的两端对应接在DC源的两端，把标准电流表串联在DC源与负载的回路里；标准电压表并联在DC源的两端。 3.按下预置，设定某一电阻值R如为10Ω，然后关闭预置。
4.把DC源的电压调节在40V，开始调节DC源的电流旋钮，直到回路中的电流值不再改变，
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负载电流示值约4A。
此时记下标准测量电压V0和电流值I0和负载指示电压Vx和电流值Ix。 5.计算标准电阻R0与负载实际电阻Rx，二者进行比较，应符合CR的指标要求。
其中： R0=
V0
I0
，Rx=
Vx
Ix
6.类似上述方法在电阻量程内可以测试其它选择点。
4.4 对于Agilent生产的直流电子负载，N3303等系列，另外还给出了CV和CC模式调整率的绝对值指标，即负载在CV模式时，负载通过电流的变化而引起的测量电压的变化指标；或负载在CC模式时，负载两端电压的变化而引起的测量电流的变化指标。 五、结束语
近年来，使用电子负载进行直流电源测量已经越来越普遍。但是电子负载也有各自的功率限制及允许的测量范围，所以，在使用时一定要注意电子负载的性能是否适合于某个特定的测试对象。
计量仪表室 王英
2008年12月
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