直流負載的自動加載裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力設備技術領域，特別涉及一種直流負載的自動加載裝置。
【背景技術】
[0002]隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，電源廣泛地應用于人們生產(chǎn)、生活的各個方面，電源質(zhì)量的好壞將直接影響人們的生產(chǎn)和生活安全。因此，需要對電源進行測試。傳統(tǒng)上，通常采用固定電阻、滑動變阻器和電阻箱等靜態(tài)電阻作為負載，這種方法存在著能耗高、體積大、不能靈活地模擬實際負載的特性等缺點。特別是電動汽車的推廣普及應用，對直流電源的測試提出了很多的要求，直流電源通常都需要測試其輸出的穩(wěn)壓精度、紋波系數(shù)、穩(wěn)流精度、限壓特性、限流特性、電壓、電流整定精度、充電效率等特性。
[0003]傳統(tǒng)上，通常采用體積龐大的電阻箱、滑動變阻器和水阻試驗臺等靜態(tài)負載來代替實際負載，傳統(tǒng)的靜態(tài)負載存在以下幾個方面的缺點:
[0004]由于采用能耗型負載進行測試，有功功率的損耗過大，大量的電能被白白消耗掉，電阻消耗電能會產(chǎn)生熱量，從而需要外加制冷設備，如空調(diào)、風扇等，增加了成本。有級調(diào)節(jié)，靜態(tài)負載一般有固定的阻值或負載特性曲線，形式單一，不能模擬實際復雜的負載情況。測試精度較低，體積龐大，占用大量的空間，而且容易老化和燒損。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]鑒于上述問題，提出了本實用新型以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種直流負載的自動加載裝置。
[0006]依據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種直流負載的自動加載裝置，所述裝置包括:依次連接的控制器和負載陣列，所述負載陣列中包括若干用于模擬不同阻值的負載電路；
[0007]所述控制器，用于根據(jù)所需阻值確定所述負載陣列中的待導通負載電路，并向所述負載陣列發(fā)送用于導通所述待導通負載電路的驅(qū)動指令；
[0008]所述負載陣列，用于在接收到所述驅(qū)動指令后，導通所述待導通負載電路，以加載所述所需阻值的直流負載。
[0009]可選地，所述負載陣列中的負載電路包括M0S場效應管，在所述M0S場效應管被驅(qū)動時，所述M0S場效應管所在的負載電路被導通。
[0010]可選地，所述裝置還包括:鎖存電路，所述鎖存電路設于所述控制器和負載陣列之間；
[0011]所述控制器，還用于向所述鎖存電路發(fā)送所述驅(qū)動指令；
[0012]所述鎖存電路，用于對所述驅(qū)動指令進行緩存，并將緩存的驅(qū)動指令轉(zhuǎn)發(fā)至所述負載陣列。
[0013]可選地，所述裝置還包括:與所述控制器相連的上位機；
[0014]所述上位機，用于接收用戶輸入的所需阻值，并將接收的所需阻值發(fā)送至所述控制器。
[0015]可選地，所述上位機和控制器之間通過光電隔離式RS485接口連接。
[0016]可選地，所述裝置還包括:與所述控制器相連的矩陣鍵盤；
[0017]所述矩陣鍵盤，用于接收用戶輸入的所需阻值，并將接收的所需阻值發(fā)送至所述控制器。
[0018]可選地，所述裝置還包括:與所述控制器相連的報警輸入電路；
[0019]所述報警輸入電路，用于獲取報警信號，并將接收的報警信號發(fā)送至所述控制器。
[0020]可選地，所述裝置還包括:與所述控制器相連的電壓電流采集電路；
[0021]所述電壓電流采集電路，用于獲取所述直流負載的電壓和電流，并將獲取的電壓和電流發(fā)送至控制器。
[0022]可選地，所述裝置還包括:與所述控制器相連的溫度采集電路；
[0023]所述溫度采集電路，用于獲取所述直流負載的溫度，并將獲取的溫度發(fā)送至控制器。
[0024]可選地，所述裝置還包括:與所述控制器相連的顯示器；
[0025]所述控制器，還用于將接收到的電壓、電流和溫度轉(zhuǎn)發(fā)至所述顯示器；
[0026]所述顯示器，用于將接收到的電壓、電流和溫度進行展示。
[0027]本實用新型中控制器根據(jù)所需阻值確定所述負載陣列中的待導通負載電路，并向所述負載陣列發(fā)送用于導通所述待導通負載電路的驅(qū)動指令，所述負載陣列在接收到所述驅(qū)動指令后，導通所述待導通負載電路，以加載所述所需阻值的直流負載，降低了電能損耗和成本，并能模擬復雜的負載情況，測試精度加高，體積小，并且使用壽命長。
【附圖說明】
[0028]圖1是本實用新型一種實施方式的直流負載的自動加載裝置的結構示意圖；
[0029]圖2是圖1所示的裝置中的鎖存電路的結構示意圖；
[0030]圖3是圖1所示的裝置中負載矩陣的負載電路的結構示意圖；
[0031]圖4是圖1所示的裝置中的上位機和控制器之間的通訊原理圖；
[0032]圖5是圖1所示的裝置中的報警輸入電路的結構示意圖；
[0033]圖6是圖1所示的裝置中的電壓電路采集電路的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
[0035]圖1是本實用新型一種實施方式的直流負載的自動加載裝置的結構示意圖；參照圖1，所述裝置包括:依次連接的控制器和負載陣列，所述負載陣列中包括若干用于模擬不同阻值的負載電路；
[0036]所述控制器，用于根據(jù)所需阻值確定所述負載陣列中的待導通負載電路，并向所述負載陣列發(fā)送用于導通所述待導通負載電路的驅(qū)動指令；
[0037]需要說明的是，所述控制器可選用單片微控制器C805IF020，其為一款完全集成的混合信號系統(tǒng)級芯片，其高速流水線結構的8051兼容CIP-51內(nèi)核，速度可達25MIPS。12位，lOOKsps的8通道ADC，2個12位DAC，4352 (4096+256) B的64KB片內(nèi)存儲器可在系統(tǒng)編程的Flash存儲器，可尋址64KB地址空間的外部數(shù)據(jù)存儲器接口。片內(nèi)帶有高速非侵入式的在線系統(tǒng)調(diào)試接口帶有GA和模擬多路開關。硬件可實現(xiàn)的SPI，SMBus/I2C和2個UART串行接口。5個通用16位定時器，有5個捕捉比較模塊的可編程計數(shù)器/定時器陣列；帶有內(nèi)看門狗定時器，VDD監(jiān)視器和溫度傳感器；C8051F020是一款真正獨立工作的片上系統(tǒng)，將C8051F020應用于直流負載的自動加載裝置，可大量減少外圍器件，充分發(fā)揮C8051F020的高速度特點，大大提高了系統(tǒng)的集成度及安全性。
[0038]所述負載陣列，用于在接收到所述驅(qū)動指令后，導通所述待導通負載電路，以加載所述所需阻值的直流負載。
[0039]在具體實現(xiàn)中，本實施方式中的負載電路采用高精度合金電熱管來模擬阻值，阻值穩(wěn)定性好，溫漂系數(shù)小。根據(jù)不同負載功率及電壓要求，進行分檔，檔位由小到大實現(xiàn)不同電壓不同電流的全覆蓋。如檔位為00V/0.01A、800V/0.02A、800V/0.03A、800V/0.04A、800V/0.lA、800V/0.2A、800V/0.3A、800V/0.4A 即可實現(xiàn) 800V0.01A-1.1A 的全覆蓋。
[0040]本實施方式中控制器根據(jù)所需阻值確定所述負載陣列中的待導通負載電路，并向所述負載陣列發(fā)送用于導通所述待導通負載電路的驅(qū)動指令，所述負載陣列在接收到所述驅(qū)動指令后，導通所述待導通負載電路，以加載所述所需阻值的直流負載，降低了電能損耗和成本，并能模擬復雜的負載情況，測試精度加高，體積小，并且使用壽命長。
[0041]可理解的是，控制所述待導通負載電路的導通可采用兩種方式:直流接觸器控制和M0S場效應管控制。直流接觸器由于是機械結構，其特點控制速度比較慢、使用壽命短、有明顯隔離斷點，根據(jù)其特性，在本系統(tǒng)應用于，總輸出的通斷、報警、急停保護。M0S場效應管即金屬一氧化物一半導體型場效應管，英文縮寫為M0SFET(即Metal-OxideField-Effect-Transistor)，屬于絕緣柵型。其主要特點是在金屬柵極與溝道之間有一層二氧化硅絕緣層，因此具有很高的輸入電阻(最高可達1015 Ω)。根據(jù)導電方式的不同，M0S場效應管又分增強型、耗盡型。所謂增強型是指:當UGS = 0時管子是呈截止狀態(tài)，加上正確的UGS后，多數(shù)載流子被吸引到柵極，從而“增強” 了該區(qū)域的載流子，形成導電溝道。耗盡型則是指:當UGS = 0時即形成溝道，加上正確的UGS時，能使多數(shù)載流子流出溝道，因而“耗盡” 了載流子，使管子轉(zhuǎn)向截止。M0S場效應管是電壓控制元件，具有待機電流小、開關頻率高、功耗極低的優(yōu)點。
[0042]本實施方式通過M0S場效應管控制方式，也就是說，所述負載陣列中的負載電路包括M0S場效應管，在所述M0S場效應管被驅(qū)動時，所述M0S場效應管所在的負載電路被導通。
[0043]為便于對所述M0S場效應管進行控制，本實施方式中通過設置M0S控制板來對各M0S場效應管進行驅(qū)動，具有體積小，功率小，耐壓高，開關速度快等優(yōu)點，適合于加載直流負載的應用，實現(xiàn)快速的曲線跳變。
[0044]為保證對所述負載電路在導通后，能夠保持導通的狀態(tài)，可選地，所述裝置還包括:鎖存電路(未示出)，所述鎖存電路設于所述控制器和負載陣列之間；
[0045]所述控制器，還用于向所述鎖存電路發(fā)送所述驅(qū)動指令；
[0046]所述鎖存電路