MagnaLOAD Standard Control Modes and Introducing Shunt Regulator and Rheostat

为了为各种直流电源提供灵活的控制方式，MagnaLOAD直流电子负载配备了多种用户可选的控制模式：

• 电压模式
• 电流模式
• 功率模式
• 电阻模式
• 并联稳压器模式
• 变阻器模式（ARx系列、WRx系列）

根据所选的控制模式、编程设定值以及所连接直流电源驱动的电压和电流，MagnaLOAD将自动选择适当的调节状态：恒压、恒流、恒功率或恒电阻。

通常，将MagnaLOAD连接到稳压直流电源时，不应将MagnaLOAD配置为与直流电源相同的调节状态运行，因为这可能会导致两台设备之间产生控制不稳定性。例如，如果直流电源正在进行电压调节，则MagnaLOAD应设置为电压模式以外的任何控制模式。

简单的MagnaLOAD应用需要将产品驱动到所需的调节状态，并在超出设定值时通过故障保护将其关闭。对于这些简单应用，除所需调节状态的设定值外，其他设定值应设为最大值，而跳闸点应设置为所需水平以关闭产品。高级MagnaLOAD应用需要交叉设定点限制，以确保产品不会跳闸，从而可以进一步验证其直流电源的行为。对于这些高级应用，应将可用的设定值编程为所需的交叉点；跳闸点仍可编程用于安全限制。

电压控制模式

在电压控制模式下，MagnaLOAD将在电压和功率调节之间自动切换，但会优先选择恒压调节状态。图1显示了简化的电压模式工作原理图。

电压控制模式适用于直流电源为恒流或恒功率的应用场景，例如：DC-DC转换器和直流电源。

电流控制模式

在电流控制模式下，MagnaLOAD将在电流和功率调节之间自动切换，但会优先选择恒流调节状态。图2显示了简化的电流模式工作原理图。

在电流模式下，MagnaLOAD将允许输入电压波动，同时尝试在恒流调节状态下维持电流设定值。电流调节通常是电子负载最常见的需求，因此电流控制模式也是MagnaLOAD最常用的模式。电流控制模式最常用于以下应用场景：电池或电容器放电、DC-DC转换器测试和直流电源测试。

功率控制模式

在功率控制模式下，MagnaLOAD将在电流和功率调节之间自动切换，但会优先选择恒功率调节状态。图3显示了简化的功率模式工作原理图。

在功率模式下，MagnaLOAD将允许输入电压和电流波动，同时尝试在恒功率调节状态下维持功率设定值。功率控制模式适用于直流电源具有宽满功率工作范围的测试应用，例如：自动量程直流电源或燃料电池。

电阻控制模式

在电阻控制模式下，MagnaLOAD将优先选择恒电阻调节状态。图4显示了简化的电阻模式工作原理图。

凭借高达16位的编程分辨率，电阻控制模式可以精确编程所需的电阻值作为设定值。MagnaLOAD将在图4中灰色区域所示的设定值范围内以恒电阻调节状态运行。如果连接的直流电源将直流母线驱动到某个边界设定点限值，MagnaLOAD将自动切换到相应的调节状态。电阻控制模式最常用于原本仅使用无源电阻器的应用场景。

并联稳压器控制模式

并联稳压器模式是Magna-Power为其MagnaLOAD产品线开发的一种新型控制模式，并已迅速成为其最不可或缺的功能之一。在并联稳压器模式下，MagnaLOAD在编程电压阈值被超过之前不会开始处理功率。用户设置所需的电压阈值和所需的耗散电流。MagnaLOAD使能后，它保持空闲状态并监测直流母线电压。当直流电压上升超过编程电压阈值时，MagnaLOAD在1 ms内以编程电流设定值启动，以耗散直流母线上的能量。在此模式下，MagnaLOAD的功能类似于保护装置，确保直流母线不超过编程电压阈值。并联稳压器模式在使用无刷直流驱动器的应用中特别有用，因为驱动器制动时可能导致母线电压升高。图5显示了并联稳压器模式的简化工作原理图。

并联稳压器模式内置迟滞功能，以防止振荡和快速反复开关。MagnaLOAD在并联稳压器模式下启动的电压阈值为编程电压设定值加上设备满量程电压额定值的1%。例如，如果ARx6.75-1000-14（6.75 kW，0-1000 Vdc，0-14 Adc）MagnaLOAD在并联稳压器模式下被编程为500 Vdc，则MagnaLOAD将在以下计算的电压阈值处开始耗散能量：

MagnaLOAD将持续耗散能量，直到直流母线电压降至500 Vdc以下。如果母线电压再次升高超过510 Vdc，MagnaLOAD将重新启动。某些应用可能需要修改此1%附加值，可通过在软件中编辑EPROM值来修改。请联系Magna-Power技术支持获取更多详情。

在为并联稳压器模式选择MagnaLOAD规格时，务必考虑MagnaLOAD在电压阈值处启动时的电流能力。以上述示例为例，对于ARx6.75-1000-14和500 Vdc的编程电压设定值，该MagnaLOAD的电压阈值为510 Vdc；因此，最大电流设定值为：

变阻器控制模式（仅限 ARx 系列和 WRx 系列）

ARx 系列和 WRx 系列 MagnaLOAD 中的功率耗散级由与线性元件串联耦合的开关电阻矩阵组成。变阻器控制模式绕过线性元件，直接控制 MagnaLOAD 的开关电阻矩阵。大多数电子负载在各种控制模式下需要指定压摆率来控制内部 MOSFET 的升降，而变阻器控制模式提供真正的阶跃响应，不受 MOSFET 斜坡时间的限制，可实现从一个电阻值到另一个电阻值的瞬时切换。

在变阻器控制模式下，共有 31 种不同的电阻状态可用。每种电阻状态都有一个相关的功率限制，低于 MagnaLOAD 型号的满量程额定功率，且不可超过该限制。电阻状态可以在直流输入使能的情况下，在该电阻状态的最大功率额定值下进行即时切换。只要不超过该电阻状态的功率限制，每种电阻状态均可达到型号的最大输出电压额定值或最大输出电流额定值。

31 种可用的变阻器电阻值因型号而异。各状态的变阻器电阻值和功率限制详见相应产品用户手册中标题为"Rheostat Mode"的章节。