專利名稱：功率可調(diào)的負載電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種功率可調(diào)的負載電路，尤其涉及一種應(yīng)用在汽車產(chǎn) 品調(diào)試過程中的功率可調(diào)的負載電路。
背景技術(shù)：
通常，在產(chǎn)品初期調(diào)試過程中，需要在實驗室里模擬產(chǎn)品在電動汽車運 行中帶載工作的狀況。通過產(chǎn)品的帶載性能反應(yīng)產(chǎn)品在裝上電動汽車后能承 受汽車電器設(shè)備運行的帶載能力。因此，在產(chǎn)品初期調(diào)試過程中，需要盡可 能的模擬實車運行功率，以保證產(chǎn)品安裝在電動汽車上后能良好運行。目 前， 一般使用近似于實車的電器設(shè)備，如與汽車電動水泵、汽車空調(diào)、汽車 電喇叭等功率接近的汽車燈泡或燈泡組作為負載的簡易裝置。然而，在產(chǎn)品 調(diào)試過程中，以汽車燈泡組作為模擬負載裝置時，僅能通過開關(guān)的關(guān)閉或打 開來增加或減少燈泡數(shù)量，達到改變被測裝置的帶載情況。又，由于燈泡負 載具有跳躍性，使測試裝置無法做到任意負載功率的調(diào)試，無法盡可能模擬 實車運行功率，因此，被測裝置無法獲得更可靠的測試，而無法保證其安裝 在電動汽車上后能良好運行。中國實用新型專利申請公開說明書中申請?zhí)?CN200420008328. X "名稱 為"大功率可調(diào)電子負載"公開了一種大功率可調(diào)電子負載，包含有若干個 相互并聯(lián)的負載單元，而該負載單元由第一電阻和MOS管構(gòu)成，該MOS管的 漏極串聯(lián)該第一電阻后與電源的輸出端相連接，該M0S管的柵極與外部的控 制信號相連接、其源極與地相連接；在該MOS管的漏極和地之間并聯(lián)連接有 監(jiān)視單元，該監(jiān)視單元是由串聯(lián)連接的第二電阻和發(fā)光二極管構(gòu)成；在該 M0S管的柵極和地之間并聯(lián)連接有穩(wěn)壓二極管；該負載的兩端并聯(lián)連接有瞬 態(tài)抑制二極管。這種通過外部控制信號對負載單元進行控制的大功率可調(diào)電 子負載，由于第一電阻功率是固定的，當(dāng)多個負載單元并聯(lián)后，外部信號控 制多個負載單元輸出的功率會出現(xiàn)跳躍，其連續(xù)性較差，進而影響測試的可 靠性。實用新型內(nèi)容有鑒于此，需提供一種結(jié)構(gòu)簡單、連續(xù)性較好的功率可調(diào)的負載電路。 本實用新型的發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種功率可調(diào)的負載電路，主要包括連接于電壓源與地之間的第一功 率負載電路，所述第一功率負載電路包括開關(guān)元件以及與所述開關(guān)元件串行 連接的光源負載，所述功率可調(diào)的負載電路還包括與所述第一功率負載電路 并行連接的第二功率負載電路，與所述第一功率負載電路以及第二功率負載 電路分別連接的控制單元，該控制單元根據(jù)接收到的信息控制所述第一功率 負載電路以及第二功率負載電路的輸出。上述的功率可調(diào)的負載電路，其中所述第一功率負載電路輸出的功率 大于所述第二功率負載電路輸出的功率。上述的功率可調(diào)的負載電路，其中所述第二功率負載電路包括可變電 阻、第一電阻、第二電阻、晶體管以及運算放大器，其中，所述晶體管的集 電極與電壓源相連，其發(fā)射極通過第一電阻與地相連；所述運算放大器的正 極輸入端通過可變電阻與電壓源相連，其負極輸入端連接于所述晶體管的發(fā) 射極與第一電阻之間的節(jié)點，其輸出端通過第二電阻連接于所述晶體管的柵極；當(dāng)所述運算放大器輸出高電平時，所述晶體管導(dǎo)通，使得第一電阻的節(jié)點電壓趨近于可變電阻器的觸點電壓。上述的功率可調(diào)的負載電路，其中所述晶體管為達林頓管。 上述的功率可調(diào)的負載電路，其中所述達林頓管包括第一 NPN晶體管以及第二NPN晶體管；其中，所述第一NPN晶體管的集電極與所述電壓源相連，其柵極與第二電阻相連；所述第二NPN晶體管的柵極連接于所述第一NPN晶體管的發(fā)射極，其集電極連接于所述第一NPN晶體管的集電極，其發(fā)射極與第一電阻相連。上述的功率可調(diào)的負載電路，其中所述第二功率負載電路還包括電動機，連接于所述控制單元與可變電阻之間，用于控制所述可變電阻觸點的滑 動。上述的功率可調(diào)的負載電路，其中所述電動機為步進電動機。 上述的功率可調(diào)的負載電路，其中所述控制單元為單片機。 上述的功率可調(diào)的負載電路，其中所述單片機包括采樣模塊，用于采 樣所述可變電阻的電壓，并輸出控制信號至電動機，控制所述電動機的運行。上述的功率可調(diào)的負載電路，其中所述開關(guān)元件為金屬氧化物半導(dǎo)體 場效應(yīng)晶體管，其漏極與所述電壓源相連，其源極與所述光源負載相連，其 柵極與所述控制單元相連。本實用新型的功率可調(diào)的負載電路，可以通過控制單元合理匹配和選擇 第一功率負載電路以及第二功率負載電路的輸出，實現(xiàn)負載功率的連續(xù)性可 調(diào)，結(jié)構(gòu)簡單，且能增加測試的可靠性。


為了易于說明，本實用新型由下述的較佳實施例及附圖作以詳細描述。圖1為本實用新型一實施方式中功率可調(diào)的負載電路的具體電路圖。 圖2為本實用新型另一實施方式中功率可調(diào)的負載電路的具體電路圖。
具體實施方式
圖1所示為本實用新型一實施方式中功率可調(diào)的負載電路的具體電路 圖。該功率可調(diào)的負載電路包括電壓源Vcc 、第一功率負載電路、與第一功 率負載電路并行連接的第二功率負載電路以及控制單元(圖中未示出)。其 中，第一功率負載電路輸出的功率大于第二功率負載電路輸出的功率。第一 功率負載電路連接于電壓源Vcc與地之間，其包括開關(guān)元件以及光源負載 L 。該開關(guān)元件為金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor, MOSFET )， 本實 施方式中，其為N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管Q (以下簡稱NMOSQ) 。 NMOS Q的漏級與電壓源Vcc相連，其源極與光源負載L相連，其柵極 與控制單元相連。又，電壓源Vcc為12V直流電源?？刂茊卧刂频谝还β?負載電路中的NMOS Q的柵極，可以獲得一定范圍內(nèi)負載功率。第二功率負載電路包括第一 NPN晶體管Q1、第二 NPN晶體管Q2、運算放 大器U1A、第一電阻R1、第二電阻R2、可變電阻R以及電動機C。第一NPN 晶體管Ql的集電極與電壓源Vcc相連，其柵極與第二電阻R2相連。第二NPN 晶體管Q2的柵極連接于第一NPN晶體管Q1的發(fā)射極，其集電極連接于第一NPN晶體管Q1的集電極，其發(fā)射極與第一電阻R1相連。運算放大器U1A具有 正極輸入端3、負極輸入端2以及輸出端1 。其中，運算放大器U1A的正極 輸入端3通過可變電阻R與電壓源Vcc相連，其負極輸入端2連接于第二 NPN晶體管Q2的發(fā)射極與第一電阻R1之間的節(jié)點D ，其輸出端1通過第二電 阻R2連接與第一NPN晶體管Q1的柵極。電動機C連接于控制電路與可變電阻 R之間，用于控制可變電阻R觸點的滑動。本實施方式中，電動機C為步進電動機。第一NPN晶體管Q1以及第二 NPN晶體管Q2構(gòu)成達林頓管，兩個NPN晶體管可等效為一個NPN晶體管。當(dāng) 等效為一個NPN晶體管時，其集電極與電壓源Vcc相連，其發(fā)射極通過第一 電阻R1與地相連，其基極通過第二電阻R2與運算放大器U1A的輸出端相連。 由于第一NPN晶體管Q1以及第二NPN晶體管Q2構(gòu)成達林頓管，其導(dǎo)通電壓較 小，當(dāng)運算放大器U1A輸出高電平時，第一NPN晶體管Q1以及第二NPN晶體 管Q2均可導(dǎo)通，此時，該達林頓管的電流放大倍數(shù)是第一NPN晶體管Q1的電 流放大倍數(shù)和第二 NPN晶體管Q2的電流放大倍數(shù)的乘積。如果第一 NPN晶體 管Q1的電流放大倍數(shù)為P 1，第二NPN晶體管Q2的電流放大倍數(shù)為e 2，則 第二 NPN晶體管Q2的集電極電流等于第一 NPN晶體管Q1基極電流的e 1 X p 2倍，此時，第一NPN晶體管Q1和第二NPN晶體管Q2的集電極電流，即被測 電器輸出負載接線端正極可以獲得較大的電流，進而影響第一電阻R1端點D 的電壓變化。根據(jù)運算放大器U1A的"虛短"的特性，其負極輸入端2的電壓和正極 輸入端3的電壓近似相等，且當(dāng)負極輸入端2的電壓大于零時，運算放大器 U1A輸出高電平。節(jié)點D電壓也趨近于可變電阻R的觸點B的電壓，因此， 通過改變運算放大器U1A的輸出，能改變節(jié)點D的電壓。本實施方式中，控制單元為單片機，其包括采樣模塊，用于采樣觸點B 的電壓，經(jīng)處理后輸出控制信號至電動機C，控制電動機C的運行來控制可 變電阻R的滑柄的移動，進而改變觸點B的電位，達到自動調(diào)整輸出功率。圖2所示為本實用新型另一實施方式中功率可調(diào)的負載電路的具體電路 圖。功率可調(diào)的負載電路與本實用新型圖1所示的功率可調(diào)的負載電路基本 相同，區(qū)別在于多個第一功率負載電路以及多個第二功率負載電路并行連 接于電壓源Vcc與地之間。通過控制單元控制每一個第一功率負載電路以及 第二功率負載電路，同樣能實現(xiàn)負載功率的連續(xù)性可調(diào)。本實施方式中的每一個第一功率負載電路與第二功率負載電路的工作原理與圖1的相同，因此 不再贅述。舉例說明，如果第一功率負載電路只能輸出10W ， 20W或30W等跳躍范 圍的功率，而第二功率負載電路則可以輸出1W， 2W或3W等較小的功率。當(dāng)測 試需要輸出13W的功率時，控制單元接收到信息后，將控制第一功率負載電 路輸出10W功率，同時控制第二功率負載電路輸出3W功率。要求第二功率負 載電路輸出3W功率，可以選擇第一電阻R1為1 Q， IOW的功率電阻，然后通 過計算得知第電阻R1的節(jié)點D電壓為0.25V ，之后，控制單元通過控制步 進電動機調(diào)節(jié)可變電阻R的滑柄，使檢測到觸點B的電壓也為0.25V，以穩(wěn) 定獲得3W的輸出功率。因此，本實用新型的功率可調(diào)的負載電路，可以通過控制單元合理匹配 和選擇第一功率負載電路以及第二功率負載電路的輸出，實現(xiàn)負載功率的連 續(xù)性可調(diào)，結(jié)構(gòu)簡單，且能增加測試的可靠性。
權(quán)利要求1.一種功率可調(diào)的負載電路，主要包括連接于電壓源與地之間的第一功率負載電路，所述第一功率負載電路包括開關(guān)元件以及與所述開關(guān)元件串行連接的光源負載，其特征在于，還包括與所述第一功率負載電路并行連接的第二功率負載電路，與所述第一功率負載電路以及第二功率負載電路分別連接的控制單元，該控制單元根據(jù)接收到的信息控制所述第一功率負載電路以及第二功率負載電路的輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率可調(diào)的負載電路，其特征在于所述第一 功率負載電路輸出的功率大于所述第二功率負載電路輸出的功率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的任意一項功率可調(diào)的負載電路，其特征在 于所述第二功率負載電路包括可變電阻、第一電阻、第二電阻、晶體管以 及運算放大器，其中，所述晶體管的集電極與電壓源相連，其發(fā)射極通過第 一電阻與地相連；所述運算放大器的正極輸入端通過可變電阻與電壓源相 連，其負極輸入端連接于所述晶體管的發(fā)射極與第一電阻之間的節(jié)點，其輸 出端通過第二電阻連接于所述晶體管的柵極；當(dāng)所述運算放大器輸出高電平時，所述晶體管導(dǎo)通，使得第一電阻的節(jié) 點電壓趨近于可變電阻器的觸點電壓。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率可調(diào)的負載電路，其特征在于所述晶體 管為達林頓管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率可調(diào)的負載電路，其特征在于所述達林 頓管包括第一NPN晶體管以及第二NPN晶體管；其中，所述第一NPN晶體管 的集電極與所述電壓源相連，其柵極與第二電阻相連；所述第二NPN晶體管 的柵極連接于所述第一 NPN晶體管的發(fā)射極，其集電極連接于所述第一 NPN 晶體管的集電極，其發(fā)射極與第一電阻相連。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2任意一項所述的功率可調(diào)的負載電路，其特征在 于所述第二功率負載電路還包括電動機，連接于所述控制單元與可變電阻 之間，用于控制所述可變電阻觸點的滑動。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率可調(diào)的負載電路，其特征在于所述電動 機為步進電動機。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2任意一項所述的功率可調(diào)的負載電路，其特征在于所述控制單元為單片機。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的功率可調(diào)的負載電路，其特征在于所述單片 機包括采樣模塊，用于采樣所述可變電阻的電壓，并輸出控制信號至電動 機，控制所述電動機的運行。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2任意一項所述的功率可調(diào)的負載電路，其特征 在于所述開關(guān)元件為金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其漏極與所述電壓 源相連，其源極與所述光源負載相連，其柵極與所述控制單元相連。
專利摘要一種功率可調(diào)的負載電路，主要包括連接于電壓源與地之間的第一功率負載電路，所述第一功率負載電路包括開關(guān)元件以及與所述開關(guān)元件串行連接的光源負載，所述功率可調(diào)的負載電路還包括與所述第一功率負載電路并行連接的第二功率負載電路，與所述第一功率負載電路以及第二功率負載電路分別連接的控制單元，該控制單元根據(jù)接收到的信息控制所述第一功率負載電路以及第二功率負載電路的輸出。本實用新型的功率可調(diào)的負載電路，可以通過控制單元合理匹配和選擇第一功率負載電路以及第二功率負載電路的輸出，實現(xiàn)負載功率的連續(xù)性可調(diào)，結(jié)構(gòu)簡單，且能增加測試的可靠性。
文檔編號G01R1/20GK201096813SQ200720171769
公開日2008年8月6日 申請日期2007年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月11日
發(fā)明者張鳳霞 申請人:比亞迪股份有限公司