菜鸟提问关于场管发热的问题

oide025

本人菜鸟，刚对场管产生兴趣，正着手制作一个电子负载，突然想到一个问题，场管作为负载发热的时候，发热量是仅和电流的大小有关呢（情况一）？还是同时和电流，电压都有关系（情况二）？

就拿普通的电子负载来说吧，标注的功率应该实际上就是场管所能承受的耗散功率吧？那如果场管的发热量只和电流有关，那么电子负载标注功率的时候是不是还得注明多大电流条件下？就是说，比如100w的电子负载，可能20v能负载5a，但是，测5v的时候，电流也只能有5a，就只有25w（就是前面的情况一），而不是按照100w÷5v=20a（也就是情况二）？

说了很多乱七八糟的，不知道坛友们能不能看懂，反正就是说，我搞不清自己diy的电子负载设计功率应该是多大了，坛友们帮我算算看吧

washu

楼主的问题并无不清楚之处，归纳起来就是“我有一个 1L 的水杯，现在我往里边倒了 0.5 千克酒精，那么请问我杯子里的酒精有多少容积”而已   这是初中生都懂得的问题。

首先，（一个两端网络的）电功率一定是 P=UIcosθ（正弦波时），如果 Cosθ = 1（θ = 0，当回路为直流电，或回路只有纯电阻时），那么 P=UI，也就是说，P 一定是 U*I，顶多是 U*I 和 θ 的余弦的积，而给定电路的 cosθ 是一定的，所以 P 一定是 U*I 的函数。

因此，如果用一个 MOSFET 作为直流电子负载的功率承受原件，则此摸死上的功率一定是 U*I，同时是电压和电流的一次函数。也就是说，在摸死和散热系统的容许下，如果流过摸死电流是 5A，摸死两端电压是 20V，则摸死承受 100 瓦功耗；反之如果摸死两端电压是 5V 而流过摸死电流为 20A，摸死承受功耗还是 100W。

市售电子负载也是一样，电压不能超过摸死的 VDS_max，电流不能超过 Ids_max，功率不能超过 Pmax，其余随便 我们自制的电子负载和电源，也是一个道理 --- 60V、60A 的电子负载不表示其最大功率是 3600W，相反某山寨屁眼公司的电子负载，标称 60V、60A，但最大功率只有区区 300W，也就是说你可以让它流过 60A 电流但此时两端电压不得超过 5V；反之你可以让它两端电压有 12V，但电流不得超过 25A；电源也是类似的道理 --- 30A、10A 的电源，最大功率只有 60W，因为电压和电流是不能同时到达最大值的。



我自制的电子负载，也是类似的情况，75V、100A 的摸死，难道就能做出 7.5KW 的电子负载？

603599910

楼上说的很详细,看来呀,楼主还对电子基础不是很熟,或者说理解力不够,慢慢做,做多了,就理解了.
还有,楼上,你的75A100V的摸死,还有一个dissipation值,515W,实际上和你说的负载一样,散热做的理想后,你的摸死两端100V只能过5.15A,要过极限的75A,两端电压不能超过6.86V.

xuplastic

顺便多说一句，楼上那个515W一般是在壳温25摄氏度下所允许的，实际上除非你用的是纯铜散热器+高效水冷甚至液氮冷却！一般是不可能有这么大功率的

oide025

washu 发表于 2014-8-26 00:47
楼主的问题并无不清楚之处，归纳起来就是“我有一个 1L 的水杯，现在我往里边倒了 0.5 千克酒精，那么请问我 ...

washu的讲解深入浅出，使我豁然开朗，受益匪浅，多谢了
看到你的负载做的好漂亮，能否分享一下资料呢？我自己也做了一个负载


但感觉有点缺憾：
1、没有电压保护，如果用于电池放电，没有设定截止电压还是不够方便的
2、这个负载用于开关电源的测试时，能听到嗡嗡声，猜测是开关电源的波纹造成的，不知道怎么能让负载工作的更稳定些
3、用这种表头做显示，电压总是不太准确，低于实际电压0.2V左右（上图的线接错了，一根细黑线没有悬置，电流电压误差很大，悬置后电流准确了，但电压还是要低一些，电流越大，电压掉的越严重，不知道怎么回事）

如果你知道怎么解决以上问题，还请指教一下，谢谢了

oide025

603599910 发表于 2014-8-26 12:55
楼上说的很详细,看来呀,楼主还对电子基础不是很熟,或者说理解力不够,慢慢做,做多了,就理解了.
还有,楼上,你 ...

是这样的，感谢指教

oide025

xuplastic 发表于 2014-8-26 13:24
顺便多说一句，楼上那个515W一般是在壳温25摄氏度下所允许的，实际上除非你用的是纯铜散热器+高效水冷甚至液 ...

感谢指教，多谢

L北斗

看懂了，设计的时候确实要考虑LZ的问题。

电源开关

oide025 发表于 2014-8-26 22:20
washu的讲解深入浅出，使我豁然开朗，受益匪浅，多谢了
看到你的负载做的好漂亮，能否分享一下资料呢？我 ...

你这线路图是最基本的架构，实际还要增加一些稳定补偿电路，还有设计pcb时需考虑地电位的影响，你大电流电压下跌是有连接线和接头所造成的压降形成的

指南针

学习了，一直想搞个电子负载总没时间

wanwenhao1

实际上电子负载能力受三个参数的限制：
1、电子负载最大的散热能力（功耗），在直流状态下，也就是电压乘以电流，交流状态多一个功率因素；
2、电子负载允许的最大电流，一般受MOS管的最大电流限制；
3、电子负载允许的最高电压，一般也受MO管的耐压限制。

以上三个参数都必须要满足，电子负载才能安全使用。

譬如MOS管是100V、75A规格的，并不意味着它的散热能力可达到75*100=7.5KW。
如果它的散热能力只有300W，则：
100V输入电压的情况下，允许输入的电流仅3A；
如果输入电流为75A的情况下，输入的电压不能超过4V。

w6955

MOS管子的参数，实际有些矫情，那非得无穷大散热器才能玩得转。一般还真很少研究这个东西，应该说热设计是电路设计的核心，应该加强这个研究。实际电路中，不如说你的管子由散热器决定参数。

oide025

L北斗 发表于 2014-8-26 22:39
看懂了，设计的时候确实要考虑LZ的问题。

我这个不够完善，应该再加一个放电截止电压保护功能，但我不知道怎么实现.......

oide025

电源开关 发表于 2014-8-26 23:39
你这线路图是最基本的架构，实际还要增加一些稳定补偿电路，还有设计pcb时需考虑地电位的影响，你大电流电 ...

你说的我不太明白，其实我的电流也不是很大，不到4A，怎么电压就掉的下去呢？能说说怎么怎么解决这个问题吗？地电位是怎么回事呢？

oide025

wanwenhao1 发表于 2014-8-27 18:35
实际上电子负载能力受三个参数的限制：
1、电子负载最大的散热能力（功耗），在直流状态下，也就是电压乘以 ...

是啊是啊，您讲解的非常到位，那您能帮我解决一下电压下降的问题吗？