详解负载电阻的原理和应用

在开始说这个问题之前，我们先要说一说负载电阻到底是个什么样的。

负载电阻其实就是负载和电阻的总成。

负载，顾名思义，是指连接在电路中的电源两端的电子元件。主要功能就是将电能转换成其他形式的能，以实现能量的转换。负载电阻是电阻的一种，是指电路中的“负载”也就是电路里的工作设备的电阻。例如，照明电路中灯泡的电阻就是负载电阻。

从广义上定义，负载就是给电源制造负担的实体，电子负载包括各种电器；从狭义上定义，电子负载就是一个可调(或者等效于)的电阻，一般也可以工作于一种或者多种工作模式，有恒定电流，恒定电压，恒定电阻，恒定功率等。

1：电子负载的用途：

严格来说所有的电源输出类产品都需要进行测试，测试就需要用对应的产品(或者合适的负载)，对此可以用一个固定电阻来模拟实际的产品，对特定的电源参数进行测试和老化，但要测试电源产品各种参数，轻载、满载、重载、特别是参数需要变化的时候，这时候就必须要一个电子负载了，电子负载能在一定范围内调节各项参数，恒压，恒流，恒阻，恒功率等。

2：电子负载常用的模式：恒流模式，恒压模式，恒阻模式。

恒流模式(见下图)

CC 模式原理图

图中，R1是限流电阻，Q1 是功率管子，当运算放大器的正端比负端电压高时，输出高电压推动Q1 拉载电流，当B 点检测的电压值和A 端检测的电压近似时，达到一个平衡值，此时MOS 管子的电压是恒定的，当A 端电压升高时，B 点的电压也升高，电流增加；B 得的电压值被限制在和A 点基本一致时，达到平恒，从而达到恒流的目的。因此，在控制的时候只需要用一个小电阻控制A 端的电压就可以达到恒定电流的目的。表1 是输入电压和输出电流的比例一览表

由表1 可以看出输出电流只有电压有关系，而于输入电压无关。表1

恒流的电子负载模式应用于需要恒流放电的电子产品，比如各种充电器，电源输出产品。

恒压模式(见下图)

CV 模式原理图

图中，R1 是限流电阻，Q1 是功率管子，当运算放大器的正端比负端电压高时，输出高电压推动Q1 拉载电流，当A 点检测的电压值和G 端检测的电压近似时，达到一个平衡值，此时MOS 管子的电压是恒定的。当电源VCC 电压升高时，造成A 端电压上升，由于G 端电压不变，此时运算放大器导通，Q1 拉载电流加大，将电源电压拉低，A 端电压降低，最后使A 点电压等于G 点电压，达到平衡。改变电阻R2，R3 的分压比，可以改变控制电压和输出电压的比值。电源电压，输出电压，控制电压的关系表(见表2)

从上图可以看出，输出电压和输入电压没有关系，输出电压只和控制电压有关系。

恒压模式主要应用于各类LED 产品，因为LED 电压要考虑各种不同配置的LED 的个数，如果设置电子负载为各个电压点，从而能检测出在某个电压点的电源运行情况。

恒阻模式

图中，R1 是限流电阻，Q1 是功率管子，当运算放大器的正端比负短电压高时，输出高电压推动Q1 拉载电流，当A 点检测的电压值和G 端检测的电压近似时，达到一个平衡值。

当控制的电压值是0.1V，输入的电源电压是12V 时，输出电流时1A，则计算出其电阻值是

12V/1A=12R；单电源电压升高至24V 时，再来计算一下，此时A 点电压由于VCC 的升高也跟着升高变成0.2V；从而使B 点电压升高到0.2V 此时电流变成2A，达到一个平衡，计算出其电阻为

24V/2A=12R，由实际可知，输入电压的变化，造成检测电压也成比例升高，电流成比例升高，最终的结果是电阻不变，达到恒阻的目的。

表3是输入电源电压和电阻设定在特定值时的参数表。

由上表可知，设置电阻=输入电压/输出电流，也就是说电压变化时电流也随着变化，整个阶段电阻值保持不变，当改变电阻时，电流也随之改变，恒阻的电子负载在实现起来时相对比较困难,因此有些电子负载并不设专门的硬件电路来实现，而是采用MCU通过CC模式计算出来，这种恒阻的方式响应会比较慢，可以在要求不高的环境下使用，专业的恒阻电子负载都是由硬件来实现的。

其实电子负载还有很多变种的模式，如恒功率，恒压恒流等等，基本上都是上面那几种都通过计算出来的。