最近手痒,新做了一个电子负载模块,相比较于之前做的,这次做的负载模块每一个单独配置了一个单片机来做控制。相比较于纯模拟,控制上就灵活了很多
由于每个模块都增加了一个单片机,因此每个模块都可以独立运行,如果要扩大负载功率,可以直接并联,每个模块单独控制,也可以使用CAN通信,将模块连接起来,实现多模块同时控制。
模块参数方面
额定输入:150V
最大电流:120A
最大持续功率:800W
控制模式:CC/CV/CP/CR,动态和容量(能量)统计
保护功能:过温保护,过流保护(硬件),过功率保护(硬件),输入防反接保护
模块整体图片

没上主控的功率模块

由于程序还没写好,所以模块的基本功能测试是通过信号发生器来完成的,简单的测试了一下闭环速度和MOS管的均流特性。总体来说效果还是非常好的。
MOS管的均流方面,由于手上暂时没有大电流的开关电源,所以测试了一个小电流的,在60V/3A的时候,测试0.05Ω采样电阻上面的电压,基本分布在0.013V~0.0133V,换算下来,电流误差大约在6mA,大电流时,采样电阻会发热,不知道对均流的影响会有多大,后面找机会测测。
这个模块的闭环速度还是挺快的,在有给定时,直接硬捅一个60V的电压上去,再用示波器侧MOS的G极电压变化速率,就大概知道闭环控制速度了。从下面这个图可以看到,硬捅一个60V上去后,运放输出电压迅速降低,然后向下过冲了一下后又迅速恢复了,恢复之后运放输出并没有出现振荡。控制还是够快够稳的。

用光标卡了一下时间,整个控制过程大概花了接近40us的样子

顺便用探头加接地环测试了下电流尖峰情况,采样电阻上面最大电源1.01V左右,换算下来电流大概20A,持续时间14us左右

从上电到运放开始控制,大概花了5us

如果电压再高点,这个电流尖峰会更大,所以使用电子负载的时候,最好不要先开负载再接电源,电流尖峰大了容易炸负载或者炸电源。特别是测电池的时候,非常容易炸负载。
在散热器和功率管数量方面,功率管使用了12个IRFP260,每个MOS最大分担约66.7W的功率,散热器直接用的成品铝散热器,300mm长,宽和高都是80mm,便于匹配8025风机。散热风机用的12V/9W的暴力风机,带PWM调速和故障反馈。用调速风机在小功率的时候负载不会那么吵,缺点就是贵。
一边6个MOS

简单测试了一下动态,1通道是基准波形,频率1kHz,2通道是采样电阻上的波形,反应出实际负载电流波形
2通道档位打小了后底噪非常的大,所以波形上有很多毛刺,只能看一个大概波形形状
1kHz梯形方波

1kHz三角波

1kHz正弦波

现目前只能测测这些简单的硬件功能,剩下的等程序写好了再来更新。
