文献综述

在人们生活的多个领域都要用到负载测试，如开关电源，线性电源，变压器，整流器，充电器等都需要负载测试。当前，国内外对上述产品的实验一般都采用传统的静态负载（如电阻，电阻箱等）能耗放电的办法进行。

随着电力电子技术，计算机技术和自动控制系统技术的迅速发展，为电源检测技术带来了革命性的变化。由于铁道电气化供电，电力牵引，信号控制，无线通信，计算机指挥调度中心及家庭日常生活等应用领域都在大量应用各种各样的电源，因此人们对电子负载的需求越来越多，对其性能的要求也越来越高。而传统的电源检测技术面临的极大地挑战，为准确的检查电源的可靠性和带载能力，因此把电力电子技术和微控制技术有机的结合起来，实现电源的可靠检测。

从电源类型来看，电子负载可分为直流电子负载和交流电子负载两种。直流电子负载比起交流电子负载，应用的历史比较长，范围更广。最初在实验室，利用电子器件的特性，通过分析等值电路，用电力电子搭建电子电路来模拟负载，可以实现定电阻，定电压等特性。随后又有工作人员将单片机技术应用到电子负载中，逐步可实现定电流模式。单片机技术和与变换器电路的密切结合还使得电子负载可以工作在其他多种模式下：定功率模式，动态电阻模式等。

然而目前这些产品的实验多以划线变阻器和电阻箱等作为负载。这些负载采用的是有级调节，阻值和负载特性都是固定的，负载形式比较单一，而且功率小，输入这些负载的电能全部被消耗掉，造成经济上的浪费，并占用一定的空间。因此，在电源测试系统中为了提高生产率，电子负载起着重要作用。

电子负载可以模拟真实环境中的负载。它有恒流，恒阻，恒压和恒功率等，应该说所有的厂家都会用。电子负载与传统的模拟电阻性负载相比具有节能，体积小，重量轻，成本低，效率高等优点。由于电子负载所具有的性能特点和优点，电子负载被越来越多的应用到各种实验场合。因此，电子负载的研究具有广阔的市场和广泛的应用场景。

本课题就是涉及基于单片机的恒功率直流电子负载设计，具体功能要求如下：

1. 恒功率工作模式的功率设置范围为1W-5W，设置分辨率为0.1W，设置精度为#177;1%。（待测电压的范围5V-15V）。

2. 在恒功率工作模式下，当电子负载两端电压变化10V时，要求输出功率变化的绝对值小于变化前的功率值的1%。

功率控制方案选择：

方案一：另一种功率控制方案是:恒压源和恒流源分开使用两个场效应管。

方案二：一种功率控制方案是:恒压源和恒流源共用同一个场效应管。经比较，选方案二进行实验设计。

在恒功率工作模式时，电子负载所流入的负载电流依据设定的功率大小而定，此时负载电流与输入电压的乘积等于负载功率设定值，即负载功率保持设定值不变。

恒功率电路：

恒功率功能大部份电子负载都采用恒流电路来实现，原理是MCU 采样到输入电压后根据设定的功率值来计算输出电流。当然也可以采用硬件方法来实现恒功率功能。下面是硬件恒功率功能方块图

参考文献：

（1）朱广地，朱月秀. 《单片机基础》.第三版. 北京； 北京航空航天大学出版社，2007

（2）王化祥，张淑英. 《传感器原理及应用》.天津; 天津大学出版社，2004

（3）夏路易，石宗义. 《电路原理图与电路板设计教程Protel99SE》. 北京;北京希望电子出版社，2002

（4）康华光，邹寿彬，秦臻. 《电子技术基础数字部分》.第五版. 北京; 高等教育出版社，2006

（5）黄智伟，凌阳. 《单片机课程设计指导》.北京 ;北京航空航天大学出版社，2007

（6）阎石.《数字电子技术基础》.第五版. 高等教育出版社，2006

（7）华成英,童诗白.《模拟电子技术基础》.第四版 .高等教育出版社，2006

（8）吴炳胜.《80C51单片机原理及应用技术》.冶金工业出版社，2006

（9）张西. 《基于MCS#8212;51单片机的测温系统》.电子工程师，2002

(10) 张迎新.《单片微型计算机原理应用及接口技术》.国防工业出版社，1993

（11）何希才.《新型集成电路及其应用实例》.科学出版社，2003

（12）徐爱钧.《智能化测量控制仪表原理与设计》.北京航空航天大学出版社，2006

（13）孙肖子，邓建国，陈南.《电子设计指南》.高等教育出版社，2006

（14）张毅刚. 《单片机原理与应用》.北京；高等教育出版社，2009

（15）杨振吉，付永杰.《电子负载的设计》.2003

（16）丁锐霞.《新型电子负载的研究》.北方工业大学，2008

（17）朱金刚.《智能电子负载的设计》.实验技术与管理，2006