程控直流電源供應(yīng)器與電子負(fù)載是電力電子測試中常用的兩種設(shè)備，二者在功能定位、工作原理和應(yīng)用場景上存在本質(zhì)區(qū)別。以下從技術(shù)特性、應(yīng)用場景及典型案例三個維度展開對比分析：

一、功能定位與核心差異

類比說明：

• 電源供應(yīng)器相當(dāng)于“水源”，提供可控的水流（電壓/電流）；
• 電子負(fù)載相當(dāng)于“水槽”，通過調(diào)節(jié)排水速度（等效電阻）模擬不同用水場景。

二、技術(shù)原理對比

1. 程控直流電源供應(yīng)器

• 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：
  • 常用LLC諧振、同步整流等高效率拓?fù)洌ㄈ鏚eysight N6700系列）。
  • 支持恒壓（CV）、恒流（CC）模式，部分型號支持恒功率（CP）模式。
• 控制方式：
  • 數(shù)字PID控制，通過SCPI或Modbus協(xié)議實現(xiàn)遠(yuǎn)程編程。
  • 示例代碼（Python通過SCPI設(shè)置輸出）：

    pythonimport pyvisarm = pyvisa.ResourceManager()psu = rm.open_resource('TCPIP0::192.168.1.100::inst0::INSTR')psu.write('VOLT 12.0')  # 設(shè)置輸出電壓12Vpsu.write('CURR 2.0')   # 設(shè)置輸出電流2Apsu.write('OUTP ON')    # 開啟輸出
    

• 關(guān)鍵指標(biāo)：
  • 電壓精度：±(0.01%+1mV)
  • 電流精度：±(0.05%+1mA)
  • 紋波噪聲：<1mVrms（20MHz帶寬）

2. 電子負(fù)載

• 工作模式：
  • 恒阻（CR）：模擬純電阻負(fù)載（如R=10Ω）。
  • 恒流（CC）：吸收固定電流（如I=5A），用于測試電源限流特性。
  • 恒壓（CV）：維持輸入端電壓（如V=48V），模擬電池充電場景。
  • 恒功率（CP）：吸收固定功率（如P=100W），用于LED驅(qū)動測試。
• 控制方式：
  • 數(shù)字控制+高速采樣（采樣率>100kS/s），支持動態(tài)負(fù)載切換（如10A→0A→10A階躍）。
  • 示例代碼（Python通過SCPI設(shè)置動態(tài)負(fù)載）：

    pythonload = rm.open_resource('TCPIP0::192.168.1.101::inst0::INSTR')load.write('LOAD:MODE CC')       # 設(shè)置為恒流模式load.write('LOAD:CURR 5.0')      # 設(shè)置吸收電流5Aload.write('LOAD:DYN:SLEW 100')  # 設(shè)置動態(tài)斜率100A/μs
    

• 關(guān)鍵指標(biāo)：
  • 電流精度：±(0.05%+1mA)
  • 動態(tài)響應(yīng)時間：<10μs（10%-90%階躍）
  • 吸收功率：可達(dá)數(shù)kW（如Chroma 6310A系列）

三、應(yīng)用場景對比

1. 程控直流電源供應(yīng)器的典型應(yīng)用

• 電池充電測試：
  • 為鋰離子電池提供恒流-恒壓（CC-CV）充電曲線。
  • 示例：設(shè)置4.2V/1A充電，監(jiān)測電池電壓/電流變化。
• 電路板供電：
  • 為FPGA、ASIC等數(shù)字電路提供低噪聲電源（紋波<5mV）。
• 電機驅(qū)動測試：
  • 提供可調(diào)電壓（如0-48V）和電流（如0-10A），模擬不同負(fù)載條件。

2. 電子負(fù)載的典型應(yīng)用

• 電源效率測試：
  • 測量開關(guān)電源在不同負(fù)載（25%、50%、100%）下的效率。
  • 示例：輸入48V，輸出12V/5A時，計算效率= (12V×5A)/(48V×Iin)。
• 電池放電測試：
  • 模擬電池放電曲線（如從4.2V→3.0V），記錄容量和能量。
• 動態(tài)響應(yīng)測試：
  • 施加階躍負(fù)載（如5A→10A→5A），測試電源輸出電壓過沖和恢復(fù)時間。

四、典型案例對比

案例1：服務(wù)器電源測試

• 測試目標(biāo)：驗證48V/100A電源的效率與動態(tài)響應(yīng)。
• 設(shè)備配置：
  • 電源供應(yīng)器：提供48V輸入（如Keysight SL2000系列）。
  • 電子負(fù)載：Chroma 6310A，設(shè)置動態(tài)負(fù)載（50A→100A→50A，周期10ms）。
• 測試結(jié)果：
  • 效率：滿載時94%，半載時92%；
  • 動態(tài)響應(yīng)：電壓過沖<2%，恢復(fù)時間<50μs。

案例2：無線充電發(fā)射端測試

• 測試目標(biāo)：驗證20V/5A發(fā)射端的輸出穩(wěn)定性。
• 設(shè)備配置：
  • 電源供應(yīng)器：提供20V輸入（如TDK-Lambda GENESYS系列）。
  • 電子負(fù)載：ITECH IT8511A，設(shè)置CC模式（5A）和動態(tài)負(fù)載（5A→0A→5A，頻率1kHz）。
• 測試結(jié)果：
  • 輸出紋波：<50mV（20MHz帶寬）；
  • 動態(tài)負(fù)載下電壓跌落：<3%。

五、常見誤區(qū)與解決方案

六、選型建議

1. 電源供應(yīng)器選型關(guān)鍵參數(shù)：
   • 電壓/電流范圍（如0-60V/0-100A）；
   • 編程分辨率（如1mV/1mA）；
   • 回授速度（如<50μs）。
2. 電子負(fù)載選型關(guān)鍵參數(shù)：
   • 吸收功率（如3kW）；
   • 動態(tài)響應(yīng)速度（如<10μs）；
   • 模式多樣性（CR/CC/CV/CP）。
3. 組合使用場景：
   • 電源測試：電源供應(yīng)器（輸入） + 電子負(fù)載（輸出）；
   • 電池測試：電源供應(yīng)器（充電） + 電子負(fù)載（放電）。

總結(jié)

• 電源供應(yīng)器是“能量提供者”，核心指標(biāo)是輸出精度和穩(wěn)定性；
• 電子負(fù)載是“能量消耗者”，核心指標(biāo)是吸收能力和動態(tài)響應(yīng)。

在實際測試中，二者常配合使用：例如用電源供應(yīng)器為待測電源（DUT）供電，再用電子負(fù)載模擬負(fù)載變化，最終通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（如示波器、功率分析儀）分析性能。