用于测试电源和放大器的虚拟负载电路

以下文章解释了两个简单的虚拟负载电路：第一个可用于测试大电流电源，第二个设计可用于测试大型功率放大器。

假设您有一个 10 安培的电源，并且您想通过某种可以吸收 10 安培电流的虚拟负载来确认 10 安培的输出。为此，您必须使用许多串联和并联的高功率电阻器构建一个 10 安培的吸电流。这种安排可能非常繁琐和笨重。

相反，可调晶体管化虚拟负载电路可以通过从电源吸收10 A电流来更有效地完成工作，并帮助用户确认电源实际上能够提供预期的10 A电流。

在该电路中，可以优化和调整高功率晶体管，以某种特定速率吸收或分流电源电流，这可以通过电位计进行调整，从而使程序非常平稳和准确。

您可以使用这个虚拟负载电路，以最大峰值输出电流测试电源和相关设备，而无需求助于功率电阻器阵列，它只不过是一个简单的晶体管吸电流电路。

无需昂贵的无感电阻器，可调吸电流允许在大范围内快速调整负载，而与电压源无关。因此，每次更改被测电源或设备的电压和/或输出电流特性时（例如在测试电源期间），都无需摆弄功率电阻器。

电路的工作原理

电流负载由晶体管QL1和QL2共享，它们由其发射极电阻R1和R2平衡，其数量应在.2欧姆至.1欧姆范围内。

因此，只需连接功率晶体管QL1和QL2，我们就可以将电路的电流负载能力提高到我们想要的任何水平，而仅受晶体管的绝对限制。

一些常见的垃圾箱型负载晶体管，例如NPN 2N3055，可能配备60伏的VCE，约15安培的IC和115瓦的功耗。

因此，在其他方面都是相同的，在评估低压电源时，功耗是要考虑的最重要特性。

例如，通过将四个普通垃圾箱 2N5885 与四个 0.1 欧姆、5 瓦发射极电阻并联，您可以连续处理 30 伏、20 安培的电压。2N5885 具有与 2N3055 相似的特性，但功耗在 200 瓦范围内，集电极电流 Ic 约为 25 安培。

此外，如果采用具有高VCE规格的晶体管，也可以测试高压电源。

在任何一种情况下，负载晶体管（QL1和QL2）的基极都由通过电池或直流电源的预定“调节”电流控制。该预设电流调节流经Q1的电流，Q1控制负载晶体管QL1和QL2的基极电流。

预重置调节，电位计R3，控制最高允许电流消耗，而电流调节，电位计R4，设置电流范围。

晶体管Q1是典型的TIP35A，一种NPN硅功率晶体管，可承受高达350的电压，额定集电极电流为1安培。

在这个虚拟负载电路中，任何具有50-150 hfe的NPN硅功率晶体管就足够了。2N5682是Q1的另一种可能性。

如何设置

PRESET 电位计 R3 的设置电平由所用晶体管的 beta 定义，较高负载阈值由负载晶体管决定。

最大负载由电位计R3调节，如果安装了可选的电流表或外部电流表，则可以轻松调节电流水平。首先，将电流预设电位计R3调整至最大值，将电流可调电位器R4调整至最低电阻。

接下来，测量连接到此有源虚拟负载的适当电源消耗的电流，并调整电流预设以实现您打算实现的最大负载;仅此而已！

所需的最大功率耗散由所采用的负载晶体管的数量和类型决定。

因此，如果您长时间以过大电流驱动大量电压，请不要超过其最大功率耗散，否则您可能会炸毁负载晶体管。

或者，如果你允许负载晶体管温度在短时间内归一化，它可能会让你超过它们的连续功耗极限。

尝试实施不超过其最佳工作温度的中等占空比。

该项目不提供组件清单，因为这样做会破坏该项目的目标，该项目将由垃圾箱零件制成。之所以选择9伏晶体管电池，是因为它像电隔离的最佳控制电源一样工作，同时将费用降至最低。

用于测试功率放大器的虚拟负载

以下虚拟负载电路可有效用于测试具有8欧姆扬声器规格的大型功率放大器。

该电路很容易构建，但是在构建之后，在测试之前，请确保仔细检查以下条件：

检查风扇，确保其正确旋转并在打开时产生最佳微风。

使用 J1、J2 上的欧姆表检查，您必须在仪表上看到 8 欧姆。在 J3、J4 上执行相同的操作，结果应该是相同的，即仪表上的 8 欧姆读数。

要测试具有此虚拟负载的功率放大器，必须将放大器输出连接到J1和J2。优选地，将放大器输出的接地侧与J2连接。

将失真分析仪仪表连接到 J3、J4。

将1 kHz振荡器频率连接到放大器的输入端。

打开风扇，然后打开放大器和 1 kHz 振荡器。

之后，您可以在失真分析仪仪表上检查放大器失真响应。

确保使用冷却风扇，以有效地使虚拟负载电阻器冷却至少 5 分钟。

不建议在 5 分钟内测试虚拟负载，否则可能会损坏电阻器。

请记住使用非绕线型电阻器，因为绕线电阻器可能会产生电感并在失真分析仪仪表上产生错误的结果，并可能导致电阻器过热。