一直想制作一個適用于板卡的負載測試工具，我們用的板載都是12V或5V以下電源軌，電流幾A到幾十A都有，動態載跳變斜率要大一些，一般電子負載儀器由于自身參數設計及焊接負載線存在寄生參數等問題，動態負載跳變斜率都不會太大，實測效果也遠遠達不到設定值。
這次得捷電子支持力度很多，趁著這次機會把放下的東西又拾起來開始鼓搗一下。
電子負載有很多種類型，恒壓、恒流、恒阻、恒功率等，板上很多POL BUCK電路都是恒壓電路，所以一般用恒流電源去檢驗，這里就先簡單介紹下恒流工作模式的原理。
基本原理是負反饋控制，采樣流過功率管的電流與設置值進行比較，通過控制功率管驅動電壓調整其開通深度，使其工作在線性放大區（非完全導通）。如果負載電流偏小，采樣電阻電壓會降低小于設定值，運放加大輸出，MOS導通程度加深，輸出回路電流加大；相反如果負載電流偏大，運放減小輸出，MOS輸出回路電流降低，從而實現恒流工作。
電子負載簡單理解就是功率管是一個可變電阻，負載電流以熱能形式耗散在功率器件上。因此制作這種電子負載功率需要特別注意功率管選型，SOA工作區要合理，同時器件封裝這里特別選用了Dual cooling加上散熱片實現雙面散熱。
這里再強調一個點就是參考電壓要盡量準確，減少各種工作條件下的變化。之前遇到過TL432工作不穩定情況，內部Vref是一個內部的2.5V基準源，接在運放的反相輸入端，只有當REF端(同相端)的電壓非常接近 Vref(2.5V)時，三極管中才會有一個穩定的非飽和電流通過，而且隨著REF端電壓的微小變化，通過三極管的電流將從1到100mA變化。注意這里有最小工作電流，因此串聯電阻一定要計算準確，IKA要至少大于1mA。
結合上面基本原理圖和連接需求，基本邏輯框圖如下：
下面是原理圖繪制：
考慮到高溫容易燒管，因此添加了過溫保護電路，溫度先設定了90°C觸發，過溫后會將MOS驅動端拉低，從而停止MOS工作。為了方便使用，增加了溫度狀態指示燈，LED1為綠燈，LED2為紅燈，工作狀態如下：
正常上電，MOS工作，綠燈亮紅燈滅；90°C過溫后，MOS停止工作，綠燈滅紅燈亮；溫度降低后，MOS繼續工作，綠燈亮紅燈滅。（這里有設置一定的溫度回滯）
溫度sensor采用簡單的NTC電阻，應靠近發熱源功率管中心區域，受散熱片安裝高度影響，選型為0402貼片熱敏電阻10KΩ±1%，具體型號為SDNT1005X103F3380FTF，從datasheet上看起阻值變化基本隨溫度成線性變化。
為了調試方便，板上邏輯器件采用12V和5V供電，這里添加了7805 LDO，電流能力足夠用，12V是從大板上外接過來，也可以使用外部直流源單獨供電。
PCB繪制：
這里想要說下有條件還是要選用精度高溫漂小的合金電阻，先不用考慮成本，封裝選用了2512，走線推薦開爾文走類差分線，以及特殊焊盤不引入焊接阻抗，可以很大提高采樣精度，下面是ADI有篇文章曾講解過原理并且做過了驗證。
下面是打樣回來的板子：
進行器件焊接：
初步調試，先驗證了溫度保護，避免后面帶載燒器件，功能邏輯沒問題，能夠正常觸發。
安裝散熱片并先用直流源測試，因為直流源可以設置過流保護，等功能驗證沒問題了再放入大板中驗證。
這里又詳細驗證了NTC精度，與熱成像拍到的溫度進行對比，覺得NTC還是比較接近理論值的。
接下來又測了一下恒流精度，總體效果還是可以的，但還有提升空間，畢竟現在臨時用的1%電阻設定，以及后面繼續優化散熱和走線還會有一些改善。
放入大板驗證測試。
以下為視頻演示：
