[发明专利]电子负载装置及其电路

说明书

技术领域

本发明关于一种电子负载装置，特别是指一种改善功率元件延迟驱动的电子负载装置及其电路。

背景技术

由于电力电子技术不断的发展与半导体制造技术的提升，使得电力电子类负载的运用日益普遍，有逐渐取代传统负载之势。电子负载其工作原理以切割或改变电压或电流的波形而达到目的，是电子零件在电路上反馈的电压或电流值，即电路负载时所呈现的耐电压与电流的基本数值，具有高效率及控制功率流量的优点。电子负载电路在负载时，反馈的电流会受使用的负载源影响。

请参阅图1所示，其为现有技术一种电子负载电路的示意图。电子负载电路包含有一第一放大器OP₁、一第二放大器OP₂、一信号加总器S、一功率元件与一电阻R。其中，第一放大器OP₁的二输入端分别连接电阻R的两端与一端点D，输出端连接至信号加总器S，信号加总器S分别连接第二放大器OP₂的输入端与一端点A，第二放大器OP₂的输出端连接至功率元件的控制栅极，功率元件的另一端连结至电阻R的其中一端，以形成一闭反馈电路。功率元件可选用如：双极性晶体管(BJT)、金氧半场效晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极性晶体管(IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistors，IGBT)等元件；电阻R亦可用霍尔元件做一替换，通过功率元件所导通的负载电流I_O产生一电压降V_F。

电阻R所产生的电压降V_F做为一反馈信号，而第一放大器OP₁接收反馈信号以产生一反馈信号的增益G_F；端点A接收一控制电流信号V_I；信号加总器S将接收端点A电位与第一放大器OP₁输出端电位，并将端点A的电位减去第一放大器OP₁输出端电位后，输出信号至第二放大器OP₂的输入端，第二放大器OP₂放大信号以控制功率元件的开启与否，通过功率元件的开启与否以控制流经二端点B、C之间的负载电流I_O大小。

通过第一放大器OP₁、信号加总器S、一功率元件、一电阻R与第二放大器OP₂，并利用已增幅的控制电流信号V_I，而形成一闭反馈负载电路；当负载电路于稳态时，负载电流I_O与负载电压(V₊-V_-)无关，而与控制电流信号V_I呈线性关系。然而，由于放大器的高频增益会衰减，这些功率元件本身控制栅极的驱动电压皆非零伏启动，因此现有技术的电子负载电路在需快速启动的情况下，将因功率元件的控制栅极电压未达到启动电压，导致电子负载电路在启动时产生延迟，而在这短暂的期间负载电流I_O无法随控制电流信号V_I做一线性改变。

由于在现有技术的电子负载电路中，将会遇到以下困难：因功率元件的特性，在高速运作下，会有短暂时间其负载电流无法随控制电流信号改变。因此，本发明提出一种电子负载装置及其电路，以克服因功率元件非零伏驱动特性造成的迟延现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子负载装置，不论其控制信号的大小，皆可顺利驱动并产生一符合线性关系的负载电流。

本发明的目的在于提供一种电子负载电路，用以改善一般电子负载电路中因功率元件启动临界电压所造成的动作延迟，使电子负载电路能达到实时启动的效能。

本发明揭露一种电子负载装置，用以连接一负载物，并对负载物进行电力拉载测试，电子负载装置包括：一模拟转数字模块，将所接收负载物的一模拟信号转换为一数字信号；一微处理单元，接收数字信号后，经过运算处理输出一第一控制信号；一数字转模拟模块，接收第一控制信号转为模拟信号型态的第二控制信号输出；以及一电子负载模块，具有一电子负载电路，连接至负载物并与其形成一回路，电子负载模块接收第二控制信号，产生一负载电流，其中负载电流与第二控制信号呈一线性关系。