测试电源产品，太阳能电池板的表征以及许多其他需要在各种定义明确的负载下进行评估的应用程序，通常需要使用负载电阻的阵列或库。尽管简单的风湿病可以提供载荷电阻的连续变化，但随着电阻值的降低，它们的功率额定值降低，并且它们具有串联电感，在某些情况下是不可取的。相反，电阻“负载库”是更好的选择。
工程师在负载式银行中寻找的一些功能是：
- 串联电感应尽可能低。
- 步骤的数量应尽可能大。
- 随着负载电阻的降低，功率等级应提高。
- 它应该具有较低的组件计数。
这种模块化电阻载荷库拓扑使用了四个开关和五个电阻，也充当一个构建块（图。1）。它以12个步骤变化了电阻值；如果需要超过12个步骤，则可以并行连接另一个这样的模块，从而将步骤数增加到144。这样，可以在不增加复杂性的情况下获得大量步骤。
基本电阻载荷库由电阻器R1到R5和Switches SW1，J1，J2和SW2组成。开关SW1用于控制R1和R2，而开关SW2用于控制R4和R5。R2和R5的一端直接连接到地面，而R2和R3通过跳线开关J1和J2连接到地面。表格1显示等效电阻r等式对于开关设置的各种组合。
使用四个开关，可以进行16个开关设定组合。R有12个不同的值等式，使用12个开关设置。（其余四个开关设置为R产生重复值等式;这些替代设置在标记为“ Alt”的列中捕获，以计算R的值等式对于12个不同的组合，在“方程式”列中给出，而列“ alt方程式”列出了替代组合的方程式。
计算R所需的12个开关设置的划分/乘法因子等式在“因子”列中。当所有五个电阻均等于RΩ时，这些因素已得出。列中显示的值等式”已计算出Case R1 = R2 = R3 = R4 = R5 =1000Ω的计算。
在1000Ω /2 W处所有电阻的情况下，结果规格为：
- r等式（最大）=2000Ω
- 可以应用的最大电压= V最大限度=√（2×1000）= 44.72 V
- r的功率评级等式（最大）电阻= 1 W
- r等式（最小）=250Ω
- r的功率评级等式（最小）电阻= 8 W
- 在任何其他电阻设置下的功率额定值= V最大限度2/r等式=（44.72×44.72）/r等式
图2显示负载库的前面板，而图3显示开关和电阻器的安装布置。
这个简单的电阻负载库非常紧凑且具有成本效益。它使用的组件很少，并且可以产生12个不同的抗压值。但是，某些情况需要大量步骤。
使用多个负载库进行大量步骤
使用上面描述的基本负载库模块，并并行两个模块，可以生成更多步骤（图4）。对于Bank1的每种电阻设置，我们都有12个不同的Bank2设置。
负载库的等效抵抗由以下方式给出：
req1是银行1和r的等效抵抗eq2是银行2的等效抵抗。
可以通过两种方式将负载库相互联系：
与串联开关的互连
如图所示图4，通过开关SS连接两个负载库。当SS打开时，两岸并联连接。当SS处于关闭位置时，只有Bank1处于活动状态。在这种情况下生成的步骤总数如下确定：
- 当SS关闭时，使用bank1 = 12生成的步骤数。
- SS打开时，使用bank1和bank2 = 12×12 = 144生成的步骤数。
因此，步骤的总数= 12 + 144 =156。因此，通过添加一个额外的开关，我们获得了12个额外的步骤的好处。
无需切换的互连
在这种情况下，Switch SS不存在，并且两家银行都是永久连接的。因此，步骤总数为144。
选择电阻值
电阻值的选择很重要。如果两个抗压库银行具有相同的电阻值，则将生成大量重复值。因此，对于两家银行来说，使用略有不同的值是有意义的。考虑到Bank1的所有五个电阻均为1000Ω，而Bank2的所有五个电阻为910Ω。两家银行的等效电阻值显示在表2。
使用这两个负载库，表3显示生成的电阻值。
对于此表，请注意：
- 如果不使用开关SS，则“ SS OFF”列中的值将不可用。
- 所有电阻值均已四舍五入至1Ω。
- 选择bank1和bank2的相邻值；如果电阻值分开宽，则电阻的功率额定值将降低。
对于并行连接的两家银行，银行1的所有电阻在1000Ω/2 w和910Ω/2 w的Bank2的所有电阻器中，由此产生的负载银行规格为：
- r等式（最大）=2000Ω当包含开关SS时
- r等式（最大）=953Ω不包括开关SS
- 可以应用的最大电压= V最大限度=√（2×910）= 42.66 V
- r的功率评级等式（最大）= 0.9 W（带有SS）
- r的功率评级等式（最大）= 1.9 W（无SS）
- r等式（最小）=119Ω
- r的功率评级等式（最小）= 15.3 W
- 在任何其他电阻设置下的功率额定值=（42.66×42.66）/r等式
阻力图：图5显示负载库电阻r等式违反步数（带有SS）。步骤数已被测序以单调降低电阻值。如果不使用开关SS，则不会绘制“ SS OFF”列中显示的12个值，只有144个步骤。
如何增加基本拓扑中的步骤数
如图所示图1，使用四个开关导致16个开关组合。然而，表格1显示了四个备用开关组合，产生了电阻的重复值。这将步骤数减少到12。通过增加此基本拓扑本身的步骤数，总步骤数将增加 - 没有组件计数的增加。考虑表1：R3中仅在替代方程中存在的1001的替代组合。同样，对于1011的替代组合，R3仅在替代方程中存在。
因此，如果我们为R2和R3使用不同的电阻值，则可以获得两个额外的步骤。
用于银行1：对于r1 = r2 = r4 = r5 =1000Ω，r3 =953Ω，对于1100à400Ω的第一个组合，对于1001à398.1Ω的替代组合。对于1101à333.3Ω和1011à327.9Ω的替代组合的第一组组合的情况相似。
对于bank2：对于r1 = r2 = r4 = r5 =910Ω，r3 =1100Ω，对于1100à364Ω的第一个组合以及1001à371Ω的替代组合；对于1101à303.3Ω的第一组组合和1011à321.9Ω的替代组合。
因此，负载库每个可以产生14个步骤。使用上述bank1和bank2的值可在没有SS和210个步骤的情况下产生196个步骤。因此，没有任何额外的成本，R的步骤数量进一步改善等式。
基本的抗压银行拓扑不太复杂，使用较少的组件。但是，如果需要更多的步骤，则可以并行连接两家银行，因为负载库设计是模块化的。使用简单的算法，可以对负载库进行编程以增加或减少阶梯式时尚产生阻力值。由于其简单性和模块化方法，这种负载银行拓扑应该可以找到广泛使用，甚至可能在IC内部找到应用程序作为电阻“合成器”。
Vijay Deshpande博士在各家公司担任电子硬件工程师工作了30多年。他最近从霍尼韦尔（Honeywell India）退休，现在正在从事电子和太阳能项目作为爱好。
参考：
指示（Autodesk），Vijay Vasant Deshpande，“切换负载电阻库，步长较小。”
