一種替代負載儀的設計方法及其測試工具的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及DC電源測試儀器領域，尤其涉及一種替代負載儀的設計方法及其測試工具。
【背景技術】
[0002]DC電源即直流電源，是維持電路中形成穩恒電流的裝置。直流電源有正、負兩個電極，正極的電位高，負極的電位低，當兩個電極與電路連通后，能夠使電路兩端之間維持恒定的電位差，從而在外電路中形成由正極到負極的電流。
[0003]單靠水位高低之差不能維持穩恒的水流，而借助于水泵持續地把水由低處送往高處就能維持一定的水位差而形成穩恒的水流。與此類似，單靠電荷所產生的靜電場不能維持穩恒的電流，而借助于直流電源，就可以利用非靜電作用(簡稱為“非靜電力”)使正電荷由電位較低的負極處經電源內部返回到電位較高的正極處，以維持兩個電極之間的電位差，從而形成穩恒的電流。因此，直流電源是一種能量轉換裝置，它把其他形式的能量轉換為電能供給電路，以維持電流的穩恒流動。
[0004]直流電源中的非靜電力是由負極指向正極的。當直流電源與外電路接通后，在電源外部(外電路)，由于電場力的推動，形成由正極到負極的電流。而在電源內部(內電路)，非靜電力的作用則使電流由負極流到正極，從而使電荷的流動形成閉合的循環。
[0005]在目前的DC電源測試中，電子負載儀是必不可少的測試設備之一。現有的負載儀普遍存在體積龐大，價格高昂等難題。目前的負載儀只能做到2.5A/us的拉載能力，距離目前主板上的核心電子設備器件要求500A/US的要求相差甚遠。因此，目前的電源工程師只能通過理論計算來匹配設計的需求，而無法通過實際的測試驗證設計的正確性，這對產品設計質量帶來了很大的隱患和風險。
【發明內容】
[0006]基于以上問題，本發明提出一種替代負載儀的設計方法。
[0007]本發明要解決的技術問題是目前傳統的負載儀已經不能滿足服務器主板上要求達到的500A/US以上的電流變化速率，以及負載儀設備體積龐大，價格昂貴的問題。提出了一種通過信號發生器控制場效應管的開關程度來實現電流大小變化拉載的方法，從而實現對目前負載儀的替代。
[0008]本發明的主要思想是:通過信號發生器控制場效應管的開關程度來實現電流大小變化拉載的方法。拉載電流的大小取決于信號發生器的脈寬頻率和脈寬寬度。這樣既滿足了目前服務器核心電子設備要求的高電流要求，也能通過調制信號發生器實現拉載電流大小的快速可調。
[0009]可以通過調節信號發生器的脈寬頻率和脈寬寬度來滿足更高電流變化斜率的測試要求(比如:常見的電子負載最大電流變化斜率為2.5A/US，本發明提出的方法可根據需要，靈活設置)。
[0010]本發明還提出一種替代負載儀的測試工具，其結構包括:信號發生器、放大器、Driver芯片、場效應管。在設計完成后，通過信號發生器發出所需要的頻率的PWM信號，信號通過放大器傳輸給Driver芯片，Driver再輸出不同的驅動電平控制場效應管導通的程度，從而控制場效應管的對地阻抗的大小。根據U=I*R的公式，即可計算出通過電流的大小。
[0011]備注:
1、要根據通過的最大電流的大小選擇合適的散熱片，否則容易出現場效應管的燒毀；
2、后續可根據需要繼續完善加入控制開關，過熱過流保護模塊，從而實現既具有能替代負載儀的功能，同時具備電子負載儀那樣的穩定性。
【附圖說明】
[0012]圖1是替代負載儀的整體的原理框圖。
【具體實施方式】
[0013]下面參照附圖，通過【具體實施方式】，對本發明進一步說明:
所述設計方法的實現過程如下:
1)、根據需要負載的最大電流值，選擇合適的場效應管。根據場效應管的規格書中的參數，選擇滿足場效應管能滿足在不同開關頻率下的負載能力，不會出現超負載現象，電流過大的負載，可選用多個場效應管并聯；
2)、在場效應管的Gate極使用一個可接受PWM信號的控制器，可根據選擇的場效應管的Gate電壓和接受的頻率范圍來選擇合適的P麗信號的控制器(即場效應管的Driver)；
3)、在PWM控制器之前在放置一個放大器，確保可以把信號發生器的發生的波形電平轉換成Driver可接受的PWM電平信號；
4)、把前面3項通過PCB的封裝在一起，預留信號發生器的接入端和場效應管的S極和D極，分別做拉載時的正極和負極；
5)、根據拉載的大小選擇合適的散熱片，放置在場效應管上，以防止系統過熱。
[0014]如圖1所示的替代負載儀原理框圖。從左往右依次對應:信號發生器、放大器、Driver芯片、場效應管。在設計完成后，通過最左端的信號發生器發出所需要的頻率的PWM信號，信號通過放大器傳輸給Driver芯片，Driver再輸出不同的驅動電平控制場效應管導通的程度，從而控制場效應管的對地阻抗的大小。根據U=I*R的公式，即可計算出通過電流的大小。
[0015]這樣，一個替代負載儀的測試工具即可實施完成。通過信號發生器控制場效應管的開關程度來實現電流大小變化拉載的方法，從而實現對目前負載儀的替代。
【主權項】
1.一種替代負載儀的設計方法，其特征在于，通過信號發生器控制場效應管的開關程度來實現電流大小變化拉載。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過調節信號發生器的脈寬頻率和脈寬寬度來控制拉載電流的大小。
3.根據權利要求1所述方法制作的測試工具，其特征在于，其整體結構包括信號發生器、放大器、Driver芯片、場效應管，通過信號發生器發出所需要的頻率的PWM信號，信號通過放大器傳輸給Driver芯片，Driver再輸出不同的驅動電平控制場效應管導通的程度，從而控制場效應管的對地阻抗的大小；根據U=I*R的公式，即可計算出通過電流的大小。
【專利摘要】本發明提供一種替代負載儀的設計方法及其測試工具，涉及DC電源測試儀器領域。本發明提出了一種通過信號發生器控制場效應管的開關程度來實現電流大小變化拉載的方法。拉載電流的大小取決于信號發生器的脈寬頻率和脈寬寬度。這樣既能滿足目前服務器核心電子設備要求的高電流要求，也能通過調制信號發生器實現拉載電流大小的快速可調。
【IPC分類】G01R31-40
【公開號】CN104569857
【申請號】CN201510029896
【發明人】吳福寬, 武寧
【申請人】浪潮電子信息產業股份有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月21日