可调功率！20个元件打造恒流电子负载

电子负载对于电路的调试时不可或缺的。通常，都是使用电阻来对电子负载进行代替，虽然可行，但是却存在着较明显的缺点。造成电阻替代电子负载的主要原因是，专用的电子负载价格较高，对于新手或者作为生产使用来说成本上是不划算的。其实我们不必花费多余的财力，就可以自己制作一个简易的电子负载，以便用来测试电源。

设计当中经常出现的电子负载有如下几种模式：恒流模式、恒压模式、阶跃模式。恒流电子负载一般用于恒压输出的电源;恒压电子负载一般用于恒流输出的电源;阶跃负载一般用于测量电路的瞬态响应，测量过冲与欠冲。由于大多数的电源都是恒压电源，或者是恒压限流电源。最常用的也莫过于恒流电子负载。后文将介绍一种简易的恒流电子负载的设计全过程。

首先说一下使用电阻作为电子负载的缺点。

采用电阻作为负载的缺点：

1、电阻作为负载要把电能转换为热能，本身会发热，产生很高的温度，可能会导致人员烫伤，或者是物体烧毁。

2、过高的温度会使电阻本身的阻值发生变化，而且通常还是非线性的变化，一般来说是温度越高，阻值越大。这个阻值的变化，导致测量结果不准确。

3、电阻负载一般是水泥电阻或者绕线电阻，自身体积大、笨重，工作时要远离人员与物体，造成大量麻烦。

4、电阻器本身阻值固定，不可以随意调节，需要多个电阻串并联实现不同的阻值。

这是全部完成的成品，已经使用的很长时间，效果非常棒。

这个DIY的简易电子负载使用了一个电位器调节恒流电流，恒流电流是可调的。电路比较简陋，一共不到20个元件。

图1 原理图

基本原理

IN端子为负载的接口，由于是恒流负载，所以电源一般都是恒压电源。为了防止烧坏风扇与运放，这里加入7805作为稳压输出，为运放和风扇提供低压工作电压。

FAN端子接入风扇，推荐使用旧电脑里面的CPU风扇，顺带CPU散热器。实测采用65W的旧CPU散热器，在MOSFET耗散功率40W，30度室温连续工作3小时情况下，温升仅为10度以下。

LM358只是用了其中的一个运放，另一个没有用到的管脚全部悬空，当然如果加上一个电平防止输出紊乱，那会更好的。

这里的IRF540N是负载功率管，也可以换为其他型号的MOSFET，一直工作在恒流区。这个MOSFET主要限定了耗散功率，输入电压，以及恒流电流。另外输入电压还受到7805的限制。如果需要做功率更大的，或者是电流、电压更高的，可以通过修改这几个元件的参数来实现。

控制回路是恒流工作+5A限流保护。

5A限流保护：R1、R2是采样电阻，采用了0.22欧姆的5W水泥电阻。当流过MOSFET的电流超过5A，R1、R2两端电压将会超过0.6V，Q2将导通，将MOSFET的G极拉低，从而完成了5A限流保护。

恒流反馈：U2B组成的电路不是比较器，而是一个同相比例运算电路，放大倍数由VR进行调节。Vo=(1+VR/R3)*VFB。Q3三极管不是工作在开关状态，而是工作在放大状态。假如VR调整好了，当MOSFET电流Iq1增加时 -> VFB增大 -> 运放输出增大 -> Q3的基极电流增大 -> Q3的集电极电流增大 -> Q3的集电极电压减小-> MOSFET的GS电压减小 -> MOSFET的电流减小。从而形成一个负反馈的调节过程，从而实现恒流。

实物安装过程

图2

需要准备的材料：废旧台式电脑上的散热器、风扇。

图3

把板子焊接完毕，如图3所示。

图4

然后把IRF540N的三个管脚使用三根线焊接出来，注意套上热缩管或者玻纤管绝缘。

图5

把IRF540N的铁帽处涂导热硅脂，按在CPU散热器的中间的平面上，然后周糊上704硅橡胶，然后通过四个螺丝钉，连同风扇一起固定在一个板子上。这样散热器就妥妥的固定好。最后把控制板和散热器固定在一起，一个恒流电子负载就OK了。

这样，一个简易的电子负载就完成了。制作过程简单，用料少，总共使用了不到20个元件。并且还能通过修改参数来实现不同的功率和电流大小。大家可以参照文中的原理图和制作过程来试一试，不仅节省了实验成本还增长了姿势。