带补偿电源的程控电子负载装置

摘要

本发明涉及一种带补偿电源的程控电子负载装置。目前的电子负载装置分辨率低，自动化程度低。本发明中的微处理器模块与第一D/A转换模块、电子负载调整模块、电子负载输出模块连接，构成可程控调整的电子负载。微处理器模块与第二个D/A转换模块、补偿电源调整模块、补偿电源输出模块、A/D转换模块连接，构成闭环、可程控调整的电子负载补偿电源。微处理器模块与串口通讯模块连接，实现与上位机及其它CPU的通讯。本发明利用达林顿管的响应速度快、稳定性好、功耗小、噪声低、寿命长的特点，实现了一种无机械触点和运动部件、响应快速、灵敏度高、噪声低、寿命长、性能可靠的带补偿电源的电子负载装置。

权利要求

1.带补偿电源的程控电子负载装置，包括电源模块、微处理器模块、第一D/A转换模块、电子负载调整模块、电子负载输出模块、第二D/A转换模块、补偿电源调整模块、补偿电源输出模块、A/D转换模块和串口通讯模块，其特征在于：

所述的电源模块由一片LM338提供+24V、一片LM333提供-24V、一片MC7815T提供+15V、一片LM7915CT提供-15V、另一片LM338提供+5V、一片MC7905T提供-5V、一片SPX1117M-3.3提供+3.3V、一片LT1461AIS8-2.5提供+2.5V，由整流桥RS607提供+38V电源，电源模块分别其它模块供电；

所述的微处理器模块包括PHILIP公司的LPC2214芯片、第一双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片、第二双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片、第三双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片和一片GAL芯片ATF16V8B15PI；其中LPC2214芯片的25脚、69脚、70脚、60脚、59脚和68脚分别与第一双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的16脚、17脚、18脚、19脚、20脚和21脚连接，LPC2214芯片的4脚与第一双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的2脚连接，LPC2214芯片的98脚、105脚、106脚、108脚、109脚、114脚、115脚、116脚分别与第二双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的21～14脚连接，LPC2214芯片的

117脚、118脚、120脚、124脚、125脚、127脚、129脚、130脚分别与第三双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的21～14脚连接，LPC2214芯片的90脚、74脚、73脚、72脚、71脚、

35脚、30脚、29脚分别与电阻R151～R158的一端连接，电阻R151～R158的另一端分别与GAL芯片ATF16V8B15PI的2～9脚连接，LPC2214芯片的142脚分别与晶振Y101的XTAL1脚、电阻R163的一端、电容C158的一端连接，电阻R163的另一端分别与LPC2214芯片的

141脚、晶振Y101的XTAL2脚、电容C159的一端连接，电容C158的另一端与电容C159的另一端连接，并连接到地线，LPC2214芯片的3脚、9脚、26脚、38脚、54脚、67脚、79脚、93脚、103脚、107脚、111脚、128脚、138脚、139脚均连接到地,LPC2214芯片的2脚、14脚、

31脚、39脚、51脚、57脚、77脚、94脚、104脚、112脚和119脚与电源模块的+3.3V输出端连接，LPC2214芯片的13脚与电阻R191的一端连接，LPC2214芯片的16脚与电阻R192的一端连接，电阻R191的另一端分别与电阻R192的另一端、电源模块的+3.3V输出端连接，LPC2214芯片的 123脚与电阻R136的一端连接，电阻R136的另一端与电源模块的+3.3V输出端连接；微处理器模块的LPC2214芯片的42脚、49脚、75脚和76脚分别与串口通讯模块中的串口芯片SP3232EEY的11脚、12脚连接、10脚和9脚连接，分别产生TXD0、RXD0、TXD1、RXD1信号；第一双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的23脚分别与24脚、电源模块的+3.3V输出端、电容C133的一端连接，电容C133的另一端与地线连接，第一双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的1脚分别与电源模块的+5V输出端、电容C135的一端连接，电容C135的另一端与地连接，第一双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的11～13脚、22脚均连接到地，第一双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的3脚与排阻PR110的8脚连接，排阻PR110的1脚作为SPI_MOSI_O信号端与第一D/A转换模块中第一D/A转换芯片DAC8831ICD的10脚、第二D/A转换模块中第二D/A转换芯片DAC8831ICD的10脚连接，第一双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的4脚与排阻PR110的7脚连接，排阻PR110的2脚作为SPI_CLK_O信号端与第一D/A转换模块中第一D/A转换芯片DAC8831ICD的8脚、第二D/A转换模块中第二D/A转换芯片DAC8831ICD的8脚连接，第一双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的5脚与排阻PR110的6脚连接，排阻PR110的3脚作为SPI_SC1_O信号端与第一D/A转换模块中第一D/A转换芯片DAC8831ICD的7脚连接，第一双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的6脚与排阻PR110的5脚连接，排阻PR110的4脚作为SPI_SC2_O信号端与第二D/A转换模块中第二D/A转换芯片DAC8831ICD的7脚连接，第一双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的7脚与排阻PR111的8脚连接，排阻PR111的1脚作为LDAC信号端与第一D/A转换模块中第一D/A转换芯片DAC8831ICD的11脚、第二D/A转换模块中第二D/A转换芯片DAC8831ICD的11脚连接，第一双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的8脚与排阻PR111的7脚连接，排阻PR111的2脚作为AD_BUSY1信号端与A/D转换模块中A/D转换芯片ADS8505IBDB的

26脚连接，其中SPI_MOSI_O信号端、SPI_CLK_O信号端、SPI_SC1_O信号端和LDAC信号端的信号输出到第一D/A转换模块，SPI_MOSI_O信号端、SPI_CLK_O信号端、SPI_SC2_O信号端和LDAC信号端的信号输出到第二D/A转换模块，AD_BUSY1信号端接受A/D转换模块的AD_BUSY1信号；第二双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的23分别与24脚、电源模块的+3.3V输出端、电容C121的一端连接，电容C121的另一端与地线连接，第二双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的1脚分别与电源模块的+5V输出端、电容C123的一端连接，电容C123的另一端与地线连接，第二双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的11～13脚均连接到地线， 第二双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的2脚连接电源模块的+5V输出端，第二双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的22脚分别与第三双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的22脚、作为AD_DATA信号端的排阻PR106的4脚连接，排阻PR106的5脚与GAL芯片ATF16V8B15PI的12脚连接，第二双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的3～6脚分别与排阻PR100的8～5脚连接，第二双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的7～10脚分别与排阻PR102的8～5脚连接，排阻PR100的1～4脚分别作为AD0～AD3数据信号端与A/D转换模块中A/D转换芯片ADS8505IBDB的22～19脚连接，排阻PR102的1～4脚分别作为AD4～AD7数据信号端与A/D转换模块中A/D转换芯片ADS8505IBDB的18～15脚连接；第三双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的23脚分别与24脚、电源模块的+3.3V输出端、电容C122的一端连接，电容C122的另一端与地线连接，第三双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的1脚分别与电源模块的+5V输出端、电容C124的一端连接，电容C124的另一端与地线连接，第三双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的11～13脚均连接到地线，第三双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的2脚连接电源模块的+5V输出端，第三双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的22脚分别与第二双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的22脚、作为AD_DATA信号端的排阻PR106的4脚连接，第三双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的3～

6脚分别与排阻PR101的8～5脚连接，第三双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的7～

10脚分别与排阻PR104的8～5脚连接，排阻PR101的1～4脚分别作为AD8～AD11数据信号端与A/D转换模块中A/D转换芯片ADS8505IBDB的13～10脚连接，排阻PR104的

1～4脚分别作为AD12～AD15数据信号端与A/D转换模块中A/D转换芯片ADS8505IBDB的9～6脚连接，接收A/D转换模块的数据信号；GAL芯片ATF16V8B15PI的10脚连接到地线，GAL芯片ATF16V8B15PI的20脚分别与电源模块的+5V输出端、电容C127的一端连接，电容C127的另一端与地线连接，GAL芯片ATF16V8B15PI的12脚与排阻PR106的5脚连接，排阻PR106的4脚作为AD_ DATA信号端分别与第二双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的

22脚、第三双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的22脚连接，GAL芯片ATF16V8B15PI的13脚与排阻PR106的6脚连接，排阻PR106的3脚作为AD_CS1信号端与A/D转换模块中A/D转换芯片ADS8505IBDB的25脚连接，GAL芯片ATF16V8B15PI的14脚与排阻PR106的7脚连接，排阻PR106的2脚作为AD_RC1信号端与A/D转换模块中A/D转换芯片ADS8505IBDB的24脚连接，其中作为AD_DATA信号端的排阻PR106的4脚与第二、三双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的22脚连接， AD_CS1信号端、AD_RC1信号端的信号输出到A/D转换模块； 所述的第一D/A转换模块包括第一D/A转换芯片DAC8831ICD和第一运算放大器OP177FP；第一D/A转换芯片DAC8831ICD的7脚、8脚、10脚和11脚分别与微处理器模块中作为SPI_SC1_O信号端的排阻PR110的3脚、作为SPI_SCK_O信号端的排阻PR110的2脚、作为SPI_MOSI_O信号端的排阻PR110的1脚和作为LDAC信号端的排阻PR111的1脚连接，产生D/A转换所需的片选、时钟、输入数据信号和输出使能信号；第一D/A转换芯片DAC8831ICD的3脚、4脚和12脚均与地线连接，第一D/A转换芯片DAC8831ICD的14脚分别与电源模块的+5V输出端、电容C214的一端连接，电容C214的另一端与地线连接，第一D/A转换芯片DAC8831ICD的5脚分别与6脚、电容C213的一端、电容C212的一端和电源模块的+2.5V输出端连接，获取转换基准电压，电容C213的另一端与电容C212的另一端连接，并连接到地线，第一D/A转换芯片DAC8831ICD的2脚、13脚和1脚分别与第一运算放大器OP177FP的3脚、2脚和6脚连接，实现电压跟随，第一运算放大器OP177FP的1脚与电阻R205的一端连接，电阻R205的另一端与可调电阻WR201的1脚连接，可调电阻WR201的

3脚分别与第一运算放大器OP177FP的7脚、电源模块的+5V输出端和电容C215的一端连接，电容C215的另一端与地线连接，可调电阻WR201的2脚与电阻R206的一端连接，电阻R206的另一端与第一运算放大器OP177FP的8脚连接，第一运算放大器OP177FP的4脚分别与电源模块的-5V输出端、电容C217的一端连接，电容C217的另一端与地线连接，第一运算放大器OP177FP的6脚与电阻R207的一端连接，电阻R207的另一端作为第一D/A转换模块的输出端VCI与电容C216的一端、电子负载调整模块的电阻R401的一端连接，并输出到电子负载调整模块，电容C216的另一端与地线连接； 所述的电子负载调整模块由运算放大器OPA445AP芯片构成；第一D/A转换模块的作为输出端VCI的电阻R207的另一端与电阻R401的一端连接，电阻R401的另一端与可调电阻XR400的1脚连接，可调电阻XR400的2脚与电阻R404的一端连接，电阻R404的另一端与地线连接，可调电阻XR400的3脚与电阻R402的一端连接，电阻R402的另一端与运算放大器OPA445AP芯片的3脚连接，运算放大器OPA445AP芯片的2脚分别与电阻R403的一端、电容C403的一端、电容C400的一端、电容C401的一端连接，电容C401的另一端与电阻R400的一端连接，电阻R400的另一端分别与电容C400的另一端、作为电子负载调整模块输出端LOAD_V_Comp的运算放大器OPA445AP芯片的6脚、电子负载输出模块的第一 NPN晶体管

2N2222A的2脚连接，电阻R403的另一端与电容C403的另一端、作为电子负载输出模块反馈信号端CVI_BACK的运算放大器OP27A的6脚连接，运算放大器OPA445AP芯片的7脚分别与电源模块的+24V输出端和电容C402的一端连接，电容C402的另一端与地线连接，运算放大器OPA445AP芯片的4脚与电源模块的-24V输出端和电容C404的一端连接，电容C404的另一端与地线连接，运算放大器OPA445AP芯片的6脚输出电压调整信号LOAD_V_Comp到电子负载输出模块； 所述的电子负载输出模块由第一NPN晶体管2N2222A、第二NPN晶体管2N2222A、第三NPN晶体管2N2222A、第一NPN晶体管2N3440、第一达林顿管TIP142、采样电阻RS400及运算放大器OP27A组成；第一NPN晶体管2N2222A的2脚与作为电子负载调整模块的输出端LOAD_V_Comp的运算放大器OPA445AP芯片的6脚连接，第一NPN晶体管2N2222A的3脚分别与电阻R411、电阻R414和电容C407的一端连接，电阻R414的另一端与电容C407的另一端连接，并连接到地线，第一NPN晶体管2N2222A的1脚与电阻R406的一端连接，电阻R406的另一端与电源模块的+38V输出端连接，电阻R411的另一端与第二NPN晶体管2N2222A的2脚连接，第二NPN晶体管2N2222A的3脚与电阻R412的一端连接，第二NPN晶体管

2N2222A的1脚与电阻R407的一端连接，电阻R407的另一端与电源模块的+38V输出端连接，电阻R412的另一端分别与第一NPN晶体管2N3440的2脚、第三NPN晶体管2N2222A的

1脚和电阻R413的一端连接，电阻R413的另一端分别与第一NPN晶体管2N3440的3脚和第一达林顿管TIP142的1脚连接，第一NPN晶体管2N3440的1脚与电源模块的+38V输出端连接，第三NPN晶体管2N2222A的3脚与地线连接，第三NPN晶体管2N2222A的2脚与可调电阻WR400的1脚连接，第一达林顿管TIP142的2脚作为电子负载的输出端Load_ IN分别与电阻R405和电容C406的一端连接，电阻R405另一端与电容C405的一端连接，电容C405的另一端与电容C406的另一端连接，并连接到地线，第一达林顿管TIP142的3脚与电阻R408的一端连接，电阻R408的另一端分别与采样电阻RS400的1脚、可调电阻WR400的2脚和3脚连接，采样电阻RS400的2脚与地线连接，采样电阻RS400的3脚与电阻R417的一端连接，采样电阻RS400的4脚与电阻R420的一端连接，电阻R417的另一端分别与电阻R415的一端、运算放大器OP27A的2脚连接，电阻R420的另一端分别与电阻R421的一端、运算放大器OP27A的3脚连接，电阻R421的另一端与地线连接，电阻R415的另一端与作为电子负载输出模块反馈信号端CVI_BACK的运算放大器OP27A的6脚连接， 运算放大器OP27A的7脚分别与电容C408的一端和电源模块的+15V输出端连接，电容C408的另一端与地线连接；运算放大器OP27A的4脚分别与电容C409的一端和电源模块的-15V输出端连接，电容C409的另一端与地线连接；运算放大器OP27A的6脚输出反馈信号CVI_BACK到电子负载调整模块； 所述的第二D/A转换模块包括第二D/A转换芯片DAC8831ICD和第二运算放大器OP177FP；第二D/A转换芯片DAC8831ICD的7脚、8脚、10脚和11脚分别与微处理器模块中作为SPI_SC2_O信号端的排阻PR110的4脚、作为SPI_SCK_O信号端的排阻PR110的2脚、作为SPI_MOSI_O信号端的排阻PR110的1脚和作为LDAC信号端的排阻PR111的1脚连接，产生D/A转换所需的片选、时钟、输入数据信号和输出使能信号；第二D/A转换芯片DAC8831ICD的3脚、4脚和12脚均与地线连接，第二D/A转换芯片DAC8831ICD的14脚分别与电源模块的+5V输出端、电容C203的一端连接，电容C203的另一端与地线连接，第二D/A转换芯片DAC8831ICD的5脚分别与6脚、电容C202的一端、电容C201的一端和电源模块的+2.5V输出端连接，获取转换基准电压，电容C202的另一端与电容C201的另一端连接，并连接到地线，第二D/A转换芯片DAC8831ICD的2脚、13脚和1脚分别与第二运算放大器OP177FP的3脚、2脚和6脚连接，实现电压跟随，第二运算放大器OP177FP的1脚与电阻R200的一端连接，电阻R200的另一端与可调电阻WR200的1脚连接，可调电阻WR200的

3脚分别与第二运算放大器OP177FP的7脚、电源模块的+5V输出端和电容C204的一端连接，电容C204的另一端与地线连接，可调电阻WR200的2脚与电阻R201的一端连接，电阻R201的另一端与第二运算放大器OP177FP的8脚连接，第二运算放大器OP177FP的4脚分别与电源模块的-5V输出端、电容C206的一端连接，电容C206的另一端与地线连接，第二运算放大器OP177FP的6脚与电阻R202的一端连接，电阻R202的另一端作为第二D/A转换模块的输出端VCV与电容C205的一端、补偿电源调整模块的电阻R301的另一端连接，并输出到补偿电源调整模块，电容C205的另一端与地线连接； 所述的补偿电源调整模块由第三运算放大器OP177FP构成；第三运算放大器OP177FP的3脚与电阻R301的一端连接，电阻R301的另一端与作为第二D/A转换模块的输出端VCV的电阻R202的另一端连接；第三运算放大器OP177FP的2脚分别与电阻R302、电容C301和电容C300的一端连接，电容C300的另一端与第三运算放大器OP177FP的6脚连接，电容C301的另一端与电阻R300的一端连接，电阻R300的另一端与第三运算放大器OP177FP的6脚连接；第三运算放大 器OP177FP的7脚分别与电容C302的一端和电源模块的+15V输出端连接，电容C302的另一端与地线连接；第三运算放大器OP177FP的4脚分别与电容C303的一端和电源模块的-15V输出端连接，电容C303的另一端与地线连接；电阻R302的另一端分别与可调电阻XR300的调整端、可调电阻XR300的另一端、电阻R304的一端和电容C304的一端连接，可调电阻XR300的第三端与电阻R303的一端连接，电阻R303的另一端与地线连接，电阻R304的另一端和电容C304的另一端连接，电阻R304的另一端作为补偿电源调整模块的反馈端OutputHI，与作为补偿电源输出模块的输出端/反馈端OUTPUTHI的第三NPN晶体管2N3440的1脚连接；第三运算放大器OP177FP的6脚作为补偿电源调整模块的输出端V_Comp与补偿电源输出模块的第四NPN晶体管2N2222A的2脚连接，输出调整信号到补偿电源输出模块； 所述的补偿电源输出模块由第四NPN晶体管2N2222A、第五NPN晶体管2N2222A、第六NPN晶体管2N2222A、第二NPN晶体管2N3440、第三NPN晶体管2N3440和第二达林顿管TIP142组成；第四NPN晶体管2N2222A的2脚与作为补偿电源调整模块的输出端V_Comp的第三运算放大器OP177FP的6脚连接，第四NPN晶体管2N2222A的3脚分别与电阻R313、电阻R310和电容C315的一端连接，电阻R313的另一端与电容C315的另一端连接，并连接到地线，第四NPN晶体管2N2222A的1脚与电阻R305的一端连接，电阻R305的另一端与电源模块的+38V输出端连接，电阻R310的另一端与第五NPN晶体管2N2222A的2脚连接，第五NPN晶体管2N2222A的3脚与电阻R311的一端连接，第五NPN晶体管2N2222A的1脚与电阻R306的一端连接，电阻R306的另一端与电源模块的+38V输出端连接，电阻R311的另一端分别与第二NPN晶体管2N3440的2脚、第六NPN晶体管2N2222A的1脚和电阻R312的一端连接，电阻R312的另一端分别与第二NPN晶体管2N3440的3脚和第二达林顿管TIP142的1脚连接，第二NPN晶体管2N3440的1脚与电源模块的+38V输出端连接，第二达林顿管TIP142的2脚与电源模块的+38V输出端连接，第二达林顿管TIP142的3脚与电阻R307的一端连接，电阻R307的另一端分别与电阻R314的一端、可调电阻WR300的2脚和3脚连接，可调电阻WR300的1脚与第六NPN晶体管2N2222A的2脚连接，第六NPN晶体管2N2222A的3脚分别与电阻R314的另一端、电容C306的一端、电容C307的一端、作为补偿电源输出模块的输出端/反馈端OUTPUTHI的第三NPN晶体管2N3440的1脚连接，电容C306的另一端与电容C307的另一端连接，并连接到地线，第三NPN晶体管2N3440的2脚与地线连接，第三NPN晶体管2N3440的3脚与可调 电阻WR301的2脚和3脚连接，可调电阻WR301的

1脚与电阻R315的一端连接，电阻R315的另一端与电源模块的-15V输出端连接； 所述的A/D转换模块由A/D转换芯片ADS8505IBDB构成；ADS8505IBDB芯片的1脚分别与电阻R101的一端、电阻R103的一端和电容C106的一端连接，电阻R101的另一端与作为补偿电源输出模块的输出端/反馈端OUTPUTHI的第三NPN晶体管2N3440的1脚连接，电容C106的另一端与地线连接，电阻R103的另一端分别与ADS8505IBDB芯片的4脚和电容C108的一端连接，电容C108的另一端与地线连接，ADS8505IBDB芯片的3脚和电容C110的一端连接，电容C110的另一端与地线连接，ADS8505IBDB芯片的2脚、5脚和14脚均与地线连接，ADS8505IBDB芯片的6～13脚、15～22脚分别与微处理器模块的AD0～AD15端连接，ADS8505IBDB芯片的23脚与地线连接，ADS8505IBDB芯片的24脚、25脚和26脚分别与微处理器模块的AD_RC1端、AD_CS1端和AD_BUSY1端连接，ADS8505IBDB芯片的27脚分别与电容C102的一端、电容C103的一端和电源模块的+5V输出端连接，电容C102的另一端与电容C103的另一端连接，并连接到地线，28脚分别与电容C101的一端、电源模块的+5V输出端连接，电容C101的另一端与地线连接； 所述的串口通讯模块由串口芯片SP3232EEY构成；微处理器模块的LPC2214芯片的

42脚、49脚、75脚和76脚分别与串口芯片SP3232EEY的11脚、12脚连接、10脚和9脚连接，串口芯片SP3232EEY的1脚与电容C141的一端连接，电容C141的另一端与串口芯片SP3232EEY的3脚连接，串口芯片SP3232EEY的4脚与电容C142的一端连接，电容C142的另一端与串口芯片SP3232EEY的5脚连接，串口芯片SP3232EEY的2脚与电容C144的一端连接，电容C144的另一端分别与串口芯片SP3232EEY的16脚、电容C143的一端和电源模块的+3.3V输出端连接，电容C143的另一端与地线连接，串口芯片SP3232EEY的6脚与电容C145的一端连接，电容C145的另一端分别与串口芯片SP3232EEY的15脚和地线连接；

串口芯片SP3232EEY的7脚、8脚分别输出信号COMP_T和COMP_R到PC机的串口，实现与PC机的互连通讯，串口芯片SP3232EEY的14脚、13脚分别输出信号HMI_T和HMI_R到人机界面的串口。

说明书

带补偿电源的程控电子负载装置

技术领域

[0001] 本发明属于电子检测技术领域，涉及一种带补偿电源的电子负载装置，主要用于太阳能单体电池和太阳能电池组件的I-V特性检测。

背景技术

[0002] 无论是晶体硅还是薄膜材料制造的太阳能电池，在研究和生产时均需要光电特性等功能特性测试，以保证产品性能质量、控制生产条件和改进工艺方法，从而达到生产高效率、低成本和长寿命产品的目的。而在太阳能光伏系统中，最重要的是太阳能电池，单体太阳电池的输出功率极为有限，多以级联方式组成光伏阵列，这对各太阳电池的光电性能等参数的一致性要求非常高。但受电池制造工艺的制约，要求大批量生产的太阳电池的光、电参数完全一致并不现实，太阳电池的测试与分选是太阳电池、光伏组件生产过程中的一项必要工序。如太阳电池I-V特性曲线是衡量太阳电池品质优劣的重要依据。在测量回路中，电压表并接在太阳电池上，电流表和可变电阻以四线制方式串接在回路中，通过不断改变电阻值，连续测量太阳电池两端的电压以及通过的电流，即可获得太阳电池的I-V特性曲线。但滑线变阻器阻值的分辨力低，不易实现自动测量，因此一般采用若干MOS管构成电子负载，但包括电子负载在内的测量回路存在电压降，欲使太阳电池两端电压等于零，以测量此时的短路电流Isc，需在电子负载电路中增加补偿电源，构成一种带补偿电源的程控电子负载装置。该装置无机械触点和运动部件，具有响应快速、灵敏度高、噪声低、寿命长、性能可靠等优点，满足太阳电池检测系统的负载自动调整需求。

发明内容

[0003] 本发明的目的就是提供一种带补偿电源的程控电子负载装置。

[0004] 本发明包括电源模块、微处理器模块、第一D/A转换模块、电子负载调整模块、电子负载输出模块、第二D/A转换模块、补偿电源调整模块、补偿电源输出模块、A/D转换模块和串口通讯模块。

[0005] 所述的电源模块由一片LM338提供+24V、一片LM333提供-24V、一片MC7815T提供+15V、一片LM7915CT提供-15V、另一片LM338提供+5V、一片MC7905T提供-5V、一片SPX1117M-3.3提供+3.3V电源、一片LT1461AIS8-2.5提供+2.5V电源，由整流桥RS607提供+38V电源，分别为装置的其它模块供电。

[0006] 微处理器模块包括PHILIP公司的LPC2214芯片、第一双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片、第二双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片、第三双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片和一片GAL芯片ATF16V8B15PI。其中LPC2214芯片的2脚、13脚、14脚、16脚、31脚、39脚、51脚、57脚、69脚、77脚、94脚、104脚、112脚、119脚和123脚与电源模块的+3.3V输出端连接；第一～三个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的23脚、24脚与电源模块的+3.3V输出端连接，1脚与电源模块的+5V输出端连接；芯片ATF16V8B15PI的20脚与电源模块的+5V输出端连接。分别获取工作电压。

[0007] 第一D/A转换模块包括第一D/A转换芯片DAC8831ICD和第一运算放大器OP177FP。微处理器模块的SPI_MOSI_O信号端、SPI_CLK_O信号端、SPI_SC1_O信号端和LDAC信号端的信号输出到第一D/A转换模块，分别产生D/A转换所需的片选、时钟、输入数据、输出使能信号，第一D/A转换芯片DAC8831ICD的输出由第一运算放大器OP177FP实现电压跟随，并输出到电子负载调整模块。电源模块的+5V输出端与第一D/A转换芯片DAC8831ICD的14脚连接，为其提供工作电压。电源模块的±5V输出端分别与第一运算放大器OP177FP的7脚和4脚连接，为其提供工作电压。电源模块的+2.5V输出端与第一D/A转换芯片DAC8831ICD的5脚、6脚连接，为其提供转换基准电压。

[0008] 第一D/A转换模块的输出在电子负载调整模块中经两个电阻分压后，与运算放大器OPA445AP芯片的3脚连接，电子负载输出模块的反馈信号与运算放大器OPA445AP芯片的2脚连接，运算放大器OPA445AP芯片的6脚与电子负载输出模块连接，输出调整电压。电源模块的±24V输出端分别与OPA445AP芯片的7脚和4脚连接，为其提供工作电压。

[0009] 电子负载输出模块由第一NPN晶体管2N2222A、第二NPN晶体管2N2222A、第三NPN晶体管2N2222A、第一NPN晶体管2N3440、第一达林顿管TIP142、采样电阻RS400及运算放大器OP27A组成。电子负载调整模块的输出经第一和第二NPN晶体管2N2222A和第一NPN晶体管2N3440放大后，输入到第一达林顿管TIP142的1脚（基极），控制流过该管的电流，第一达林顿管TIP142的2脚（集电极）是电子负载的输出端，第一达林顿管TIP142的3脚（发射极）与采样电阻连接，采样值经运算放大器OP27A放大后，反馈到电子负载调整模块。第三NPN晶体管2N2222A用于过流保护，电源模块的±15V输出端分别与运算放大器OP27A的7脚和4脚连接，为其提供工作电压。

[0010] 第二D/A转换模块包括第二D/A转换芯片DAC8831ICD和第二运算放大器OP177FP。微处理器模块的SPI_MOSI_O信号端、SPI_CLK_O信号端、SPI_SC2_O信号端和LDAC信号端的信号输出到第二D/A转换模块，分别产生D/A转换所需的片选、时钟、输入数据、输出使能信号，第二D/A转换芯片DAC8831ICD的输出由第二运算放大器OP177FP实现电压跟随，并输出到补偿电源调整模块。电源模块的+5V输出端与第二D/A转换芯片DAC8831ICD的14脚连接，为其提供工作电压。电源模块的±5V输出端分别与第二运算放大器OP177FP的7脚和4脚连接，为其提供工作电压。

[0011] 补偿电源调整模块由第三运算放大器OP177FP构成，第二D/A转换模块的输出与第三运算放大器OP177FP的3脚连接，补偿电源输出模块的反馈信号与第三运算放大器OP177FP的2脚连接，第三运算放大器OP177FP芯片的6脚与补偿电源输出模块连接，输出调整电压。电源模块的±15V输出端分别与与第三运算放大器OP177FP的7脚和4脚连接，为其提供工作电压。

[0012] 补偿电源输出模块由第四NPN晶体管2N2222A、第五NPN晶体管2N2222A、第六NPN晶体管2N2222A、第二NPN晶体管2N3440、第三NPN晶体管2N3440和第二达林顿管TIP142组成。补偿电源调整模块的输出经第四和第五NPN晶体管2N2222A和第二NPN晶体管2N3440放大后，输入到第二达林顿管TIP142的1脚（基极），控制流过该管两端的压降，第二达林顿管TIP142的3脚（发射极）是补偿电源的输出端/反馈端，第二达林顿管TIP142的
2脚（集电极）与电源模块的+24V输出端连接。第六NPN晶体管2N2222A用于过流保护，第三NPN晶体管2N3440用于吸纳负向电流。

[0013] A/D转换模块由A/D转换芯片ADS8505IBDB构成，补偿电源输出模块的输出端与ADS8505IBDB芯片的1脚连接，A/D转换芯片ADS8505IBDB的6～13脚、15～22脚分别与微处理器模块的AD15～AD0端连接，将A/D转换结果传送到微处理器模块。电源模块的+5V输出端与ADS8505IBDB芯片的27脚、28脚连接，为其提供工作电压。

[0014] 串口通讯模块由1个串口芯片SP3232EEY构成，电源模块的+3.3V输出端与串口芯片的16脚连接，为其提供工作电压。串口芯片SP3232EEY的两个串口通道分别实现与PC机、其它人机界面的连接。

[0015] 本发明的工作原理：接通工作电源，电源模块为带补偿电源的电子负载装置的其它模块供电，微处理器模块完成硬件初始化工作，通过串口通讯模块，接受上位机或其它人机界面设置的电子负载调整命令和电源补偿命令。在进行负载调整时，设上位机给定了回路电流值，则微处理器模块根据采样电阻值计算相应的电压设定值，经第一D/A转换模块输出模拟电压到电子负载调整模块，电子负载调整模块根据该设定值和电子负载输出模块中采样电阻上的获得的反馈电压值，由电子负载调整模块调整电子负载输出模块的输出。在进行电源补偿时，根据上位机设定的补偿值，微处理器模块经第二D/A转换模块输出模拟电压到补偿电源调整模块，补偿电源调整模块根据该设定值和补偿电源输出模块中的反馈值，由补偿电源调整模块调整补偿电源输出模块的输出。补偿电源输出模块中的反馈值同时由A/D转换模块转换后传送到微处理器模块。

[0016] 本发明利用达林顿管的响应速度快、稳定性好、功耗小、噪声低、寿命长的特点，实现了一种无机械触点和运动部件、响应快速、灵敏度高、噪声低、寿命长、性能可靠的带补偿电源的电子负载装置，满足太阳电池检测系统的负载自动调整需求。

附图说明

[0017] 图1为本发明原理结构示意图；

[0018] 图2为微处理器模块示意图；

[0019] 图3为第一D/A转换模块示意图；

[0020] 图4为电子负载调整模块示意图；

[0021] 图5为电子负载输出模块示意图；

[0022] 图6为第二D/A转换模块示意图；

[0023] 图7为补偿电源调整模块示意图；

[0024] 图8为补偿电源输出模块示意图；

[0025] 图9为A/D转换模块示意图；

[0026] 图10为串口通讯模块示意图。

具体实施方式

[0027] 以下结合附图对本发明作进一步说明。

[0028] 如图1所示，带补偿电源的电子负载装置包括电源模块1、微处理器模块2、第一个D/A转换模块3、电子负载调整模块4、电子负载输出模块5、第二个D/A转换模块6、补偿电源调整模块7、补偿电源输出模块8、A/D转换模块9和串口通讯模块10。

[0029] 所述的电源模块1由一片LM338提供+24V、一片LM333提供-24V、一片MC7815T提供+15V、一片LM7915CT提供-15V、另一片LM338提供+5V、一片MC7905T提供-5V、一片SPX1117M-3.3提供+3.3V、一片LT1461AIS8-2.5提供+2.5V，由整流桥RS607提供+38V，分别为装置的其它模块供电。

[0030] 微处理器模块与第一D/A转换模块、电子负载调整模块、电子负载输出模块连接，构成可程控调整的电子负载。微处理器模块与第二个D/A转换模块、补偿电源调整模块、补偿电源输出模块、A/D转换模块连接，构成闭环、可程控调整的电子负载补偿电源。

[0031] 如图2所示，微处理器模块2包括PHILIP公司的LPC2214芯片、第一个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片、第二个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片、第三个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片和一片GAL芯片ATF16V8B15PI。其中LPC2214芯片的25脚（P0.28/AIN1/CAP0.2/MAT0.2）、69脚（P0.7/SSELD/PWM2/EINT2）、70脚（P1.24/TRACECLK）、60脚（P1.25/EXTIN0）、59脚（P0.4/SCK0/CAP0.1）和68脚（P0.6/MOSI0/CAP0.2）分别与第一个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的16脚、17脚、18脚、19脚、20脚和21脚（B6～B1）连接，LPC2214芯片的4脚（P0.21/PWM5/RD3/CAP1.3）与第一个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的2脚（DIR）连接，LPC2214芯片的98脚、105脚、106脚、108脚、109脚、
114脚、115脚、116脚（P2.0/D0～P2.7/D7）分别与第二个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的21～14脚（B1～B8）连接，LPC2214芯片的117脚、118脚、120脚、124脚、125脚、127脚、129脚、130脚（P2.8/D8～P2.15/D15）分别与第三个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的21～14脚（B1～B8）连接，LPC2214芯片的90脚（P1.1/OE）、74脚（P3.5/A5）、73脚（P3.6/A6）、72脚（P3.7/A7）、71脚（P3.8/A8）、35脚（P3.25/CS2/RD6）、30脚（P3.26/CS1）、
29脚（P3.27/WE）分别与电阻R151～R158的一端连接，电阻R151～R158的另一端分别与GAL芯片ATF16V8B15PI的2～9脚（IN）连接，LPC2214芯片的142脚（XTAL1）分别与晶振Y101的XTAL1脚、电阻R163的一端、电容C158的一端连接，电阻R163的另一端分别与LPC2214芯片的141脚（XTAL2）、晶振Y101的XTAL2脚、电容C159的一端连接，电容C158的另一端与电容C159的另一端连接，并连接到地线（GND），LPC2214芯片的3脚、9脚、26脚、
38脚、54脚、67脚、79脚、93脚、103脚、107脚、111脚、128脚、138脚、139脚（VSS）均连接到地线（GND）,LPC2214芯片的2脚、14脚、31脚、39脚、51脚、57脚、77脚、94脚、104脚、
112脚和119脚（V3）与电源模块1的+3.3V输出端连接，LPC2214芯片的13脚（P2.26/D26/BOOT0）与电阻R191的一端连接，LPC2214芯片的16脚（P2.27/D27/BOOT1）与电阻R192的一端连接，电阻R191的另一端分别与电阻R192的另一端、电源模块1的+3.3V输出端连接，LPC2214芯片的123脚（P0.20/MAT1.3/SSEL1/EINT3）与电阻R136的一端连接，电阻R136的另一端与电源模块1的+3.3V输出端连接。微处理器模块2的LPC2214芯片的42脚（P0.0/TXD0/PWM1）、49脚（P0.1/RXD0/PWM3/EINT0）、75脚（P0.8/TXD1/PWM4）和76脚（P0.9/RXD1/PWM6/EINT3）分别与串口通讯模块10中的串口芯片SP3232EEY的11脚（D11）、12脚（RO1）连接、10脚（D12）和9脚（RO2）连接，分别产生TXD0、RXD0、TXD1、RXD1信号；第一个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的23脚（VCCB）分别与24脚（VCCB）、电源模块1的+3.3V输出端、电容C133的一端连接，电容C133的另一端与地线（GND）连接，第一个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的1脚（VCCA）分别与电源模块1的+5V输出端、电容C135的一端连接，电容C135的另一端与地线（GND）连接，第一个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的11～13脚（GND）、22脚（/OE）均连接到地线（GND），第一双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的3脚（A1）与排阻PR110的8脚连接，排阻PR110的1脚作为SPI_MOSI_O信号端与第一D/A转换模块3中第一D/A转换芯片DAC8831ICD的10脚、第二D/A转换模块6中第二D/A转换芯片DAC8831ICD的10脚连接，第一个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的
4脚（A2）与排阻PR110的7脚连接，排阻PR110的2脚作为SPI_CLK_O信号端与第一D/A转换模块3中第一D/A转换芯片DAC8831ICD的8脚、第二D/A转换模块6中第二D/A转换芯片DAC8831ICD的8脚连接，第一个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的5脚（A3）与排阻PR110的6脚连接，排阻PR110的3脚作为SPI_SC1_O信号端与第一D/A转换模块3中第一D/A转换芯片DAC8831ICD的7脚连接，第一个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的6脚（A4）与排阻PR110的5脚连接，排阻PR110的4脚作为SPI_SC2_O信号端与第二D/A转换模块6中第二D/A转换芯片DAC8831ICD的7脚连接，第一个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的7脚（A5）与排阻PR111的8脚连接，排阻PR111的1脚作为LDAC信号端与第一D/A转换模块3中第一D/A转换芯片DAC8831ICD的11脚、第二D/A转换模块
6中第二D/A转换芯片DAC8831ICD的11脚连接，第一个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的8脚（A6）与排阻PR111的7脚连接，排阻PR111的2脚作为AD_BUSY1信号端与A/D转换模块9中A/D转换芯片ADS8505IBDB的26脚连接，其中SPI_MOSI_O信号端、SPI_CLK_O信号端、SPI_SC1_O信号端和LDAC信号端的信号输出到第一个D/A转换模块3，SPI_MOSI_O信号端、SPI_CLK_O信号端、SPI_SC2_O信号端和LDAC信号端的信号输出到第二个D/A转换模块6，AD_BUSY1信号端接受A/D转换模块9的AD_BUSY1信号。第二个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的23脚（VCCB）分别与24脚（VCCB）、电源模块1的+3.3V输出端、电容C121的一端连接，电容C121的另一端与地线（GND）连接，第二个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的1脚（VCCA）分别与电源模块1的+5V输出端、电容C123的一端连接，电容C123的另一端与地线（GND）连接，第二个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的11～13脚（GND）均连接到地线（GND），第二双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的2脚（DIR）连接电源模块1的+5V输出端，第二双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的22脚分别与第三个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的22脚（DIR）、作为AD_DATA信号端的排阻PR106的4脚连接，排阻PR106的5脚与GAL芯片ATF16V8B15PI的12脚连接，第二双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的3～6脚（A1～A4）分别与排阻PR100的8～5脚连接，第二双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的7～10脚（A5～A8）分别与排阻PR102的8～
5脚连接，排阻PR100的1～4脚分别作为AD0～AD3数据信号端与A/D转换模块9中A/D转换芯片ADS8505IBDB的22～19脚连接，排阻PR102的1～4脚分别作为AD4～AD7数
据信号端与A/D转换模块9中A/D转换芯片ADS8505IBDB的18～15脚连接。第三个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的23脚（VCCB）分别与24脚（VCCB）、电源模块1的+3.3V输出端、电容C122的一端连接，电容C122的另一端与地线（GND）连接，第三个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的1脚（VCCA）分别与电源模块1的+5V输出端、电容C124的一端连接，电容C124的另一端与地线（GND）连接，第三个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的11～13脚（GND）均连接到地线（GND），第三个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的
2脚（DIR）连接电源模块1的+5V输出端，第三个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的
22脚（/OE）分别与第二个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的2脚（DIR）、作为AD_DATA信号端的排阻PR106的4脚连接，第三个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的3～6脚（A1～A4）分别与排阻PR101的8～5脚连接，第三个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的7～10脚（A5～A8）分别与排阻PR104的8～5脚连接，排阻PR101的1～4脚分别作为AD8～AD11数据信号端与A/D转换模块9中A/D转换芯片ADS8505IBDB的13～10
脚连接，排阻PR104的1～4脚分别作为AD12～AD15数据信号端与A/D转换模块9中A/D转换芯片ADS8505IBDB的9～6脚连接，接收A/D转换模块9的数据信号（AD8～AD15）。
GAL芯片ATF16V8B15PI的10脚（GND）连接到地线（GND），GAL芯片ATF16V8B15PI的20脚（VCC）分别与电源模块1的+5V输出端、电容C127的一端连接，电容C127的另一端与地线（GND）连接，GAL芯片ATF16V8B15PI的12脚（IO）与排阻PR106的5脚连接，排阻PR106的4脚作为AD_DATA信号端分别与第二双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的22脚、第三双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的22脚连接，GAL芯片ATF16V8B15PI的13脚（IO）与排阻PR106的6脚连接，排阻PR106的3脚作为AD_CS1信号端与A/D转换模块9中A/D转换芯片ADS8505IBDB的25脚连接，GAL芯片ATF16V8B15PI的14脚（IO）与排阻PR106的7脚连接，排阻PR106的2脚作为AD_RC1信号端与A/D转换模块9中A/D转换芯片ADS8505IBDB的24脚连接，其中作为AD_DATA信号端的排阻PR106的4脚与第二、三个双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片的22脚连接，AD_CS1信号端、AD_RC1信号端的信号输出到A/D转换模块9。

[0032] 如图3所示，第一个D/A转换模块3包括第一个D/A转换芯片DAC8831ICD和第一个运算放大器OP177FP。第一个D/A转换芯片DAC8831ICD的7脚（/CS）、8脚（SCLK）、10脚（DIN）和11脚（/LDAC）分别与微处理器模块2中作为SPI_SC1_O信号端的排阻PR110的3脚、作为SPI_SCK_O信号端的排阻PR110的2脚、作为SPI MOSI_O信号端的排阻PR110的1脚和作为LDAC信号端的排阻PR111的1脚连接，产生D/A转换所需的片选、时钟、输入数据信号和输出使能信号。第一个D/A转换芯片DAC8831ICD的3脚（AGNDF）、4脚（AGNDS）和
12脚（DGND）均与地线（GND）连接，第一D/A转换芯片DAC8831ICD的14脚（VDD）分别与电源模块1的+5V输出端、电容C214的一端连接，电容C214的另一端与地线（GND）连接，第一D/A转换芯片DAC8831ICD的5脚（REFF）分别与6脚（REFS）、电容C213的一端、电容C212的一端和电源模块1的+2.5V输出端连接，获取转换基准电压，电容C213的另一端与电容C212的另一端连接，并连接到地线（GND），第一D/A转换芯片DAC8831ICD的2脚（OUT）、13脚（INV）和1脚（RBF）分别与第一个运算放大器OP177FP的3脚、2脚和6脚连接，实现电压跟随，第一个运算放大器OP177FP的1脚与电阻R205的一端连接，电阻R205的另一端与可调电阻WR201的1脚连接，可调电阻WR201的3脚分别与第一个运算放大器OP177FP的
7脚、电源模块1的+5V输出端和电容C215的一端连接，电容C215的另一端与地线（GND）连接，可调电阻WR201的2脚与电阻R206的一端连接，电阻R206的另一端与第一个运算放大器OP177FP的8脚连接，第一个运算放大器OP177FP的4脚分别与电源模块1的-5V输出端、电容C217的一端连接，电容C217的另一端与地线（GND）连接，第一个运算放大器OP177FP的6脚与电阻R207的一端连接，电阻R207的另一端作为第一D/A转换模块3的输出端VCI与电容C216的一端、电子负载调整模块4的电阻R401的一端连接，并输出到电子负载调整模块4，电容C216的另一端与地线（GND）连接。

[0033] 如图4所示，电子负载调整模块4由运算放大器OPA445AP芯片构成。第一个D/A转换模块3的作为输出端VCI的电阻R207的另一端与电阻R401的一端连接，电阻R401的另一端与可调电阻XR400的1脚连接，可调电阻XR400的2脚与电阻R404的一端连接，电阻R404的另一端与地线（GND）连接，可调电阻XR400的3脚与电阻R402的一端连接，电阻R402的另一端与运算放大器OPA445AP芯片的3脚连接，运算放大器OPA445AP芯片的2脚分别与电阻R403的一端、电容C403的一端、电容C400的一端、电容C401的一端连接，电容C401的另一端与电阻R400的一端连接，电阻R400的另一端分别与电容C400的另一端、作为电子负载调整模块4输出端LOAD_V_Comp的运算放大器OPA445AP芯片的6脚、电子负载输出模块5的第一NPN晶体管2N2222A的2脚连接，电阻R403的另一端与电容C403的另一端、作为电子负载输出模块5反馈信号端CVI_BACK的运算放大器OP27A的6脚连接，运算放大器OPA445AP芯片的7脚分别与电源模块1的+24V输出端和电容C402的一端连接，电容C402的另一端与地线（GND）连接，运算放大器OPA445AP芯片的4脚与电源模块1的-24V输出端和电容C404的一端连接，电容C404的另一端与地线（GND）连接，运算放大器OPA445AP芯片的6脚输出电压调整信号LOAD_V_Comp到电子负载输出模块5。

[0034] 如图5所示，电子负载输出模块5由第一个NPN晶体管2N2222A、第二个NPN晶体管2N2222A、第三个NPN晶体管2N2222A、第一个NPN晶体管2N3440、第一个达林顿管TIP142、采样电阻RS400及运算放大器OP27A组成。第一个NPN晶体管2N2222A的2脚与作为电子负载调整模块4的输出端LOAD_V_Comp的运算放大器OPA445AP芯片的6脚连接，第一NPN晶体管2N2222A的3脚分别与电阻R411、电阻R414和电容C407的一端连接，电阻R414的另一端与电容C407的另一端连接，并连接到地线（GND），第一个NPN晶体管2N2222A的1脚与电阻R406的一端连接，电阻R406的另一端与电源模块1的+38V输出端连接，电阻R411的另一端与第二个NPN晶体管2N2222A的2脚连接，第二个NPN晶体管2N2222A的3脚与电阻R412的一端连接，第二NPN晶体管2N2222A的1脚与电阻R407的一端连接，电阻R407的另一端与电源模块1的+38V输出端连接，电阻R412的另一端分别与第一个NPN晶体管
2N3440的2脚、第三个NPN晶体管2N2222A的1脚和电阻R413的一端连接，电阻R413的另一端分别与第一个NPN晶体管2N3440的3脚和第一个达林顿管TIP142的1脚连接，第一个NPN晶体管2N3440的1脚与电源模块1的+38V输出端连接，第三个NPN晶体管2N2222A的
3脚与地线（GND）连接，第三NPN晶体管2N2222A的2脚与可调电阻WR400的1脚连接，第一个达林顿管TIP142的2脚作为电子负载的输出端Load_IN分别与电阻R405和电容C406的一端连接，电阻R405另一端与电容C405的一端连接，电容C405的另一端与电容C406的另一端连接，并连接到地线（GND），第一个达林顿管TIP142的3脚与电阻R408的一端连接，电阻R408的另一端分别与采样电阻RS400的1脚、可调电阻WR400的2脚和3脚连接，采样电阻RS400的2脚与地线（GND）连接，采样电阻RS400的3脚与电阻R417的一端连接，采样电阻RS400的4脚与电阻R420的一端连接，电阻R417的另一端分别与电阻R415的一端、运算放大器OP27A的2脚连接，电阻R420的另一端分别与电阻R421的一端、运算放大器OP27A的3脚连接，电阻R421的另一端与地线（GND）连接，电阻R415的另一端与作为电子负载输出模块5反馈信号端CVI_BACK的运算放大器OP27A的6脚连接，运算放大器OP27A的7脚分别与电容C408的一端和电源模块1的+15V输出端连接，电容C408的另一端与地线（GND）连接；运算放大器OP27A的4脚分别与电容C409的一端和电源模块1的-15V输出端连接，电容C409的另一端与地线（GND）连接；运算放大器OP27A的6脚输出反馈信号CVI_BACK到电子负载调整模块4。

[0035] 如图6所示，第二个D/A转换模块3包括第二个D/A转换芯片DAC8831ICD和第二个运算放大器OP177FP。第二个D/A转换芯片DAC8831ICD的7脚（/CS）、8脚（SCLK）、10脚（DIN）和11脚（/LDAC）分别与微处理器模块2中作为SPI_SC2_O信号端的排阻PR110的4脚、作为SPI_SCK_O信号端的排阻PR110的2脚、作为SPI_MOSI_O信号端的排阻PR110的1脚和作为LDAC信号端的排阻PR111的1脚连接，产生D/A转换所需的片选、时钟、输入数据信号和输出使能信号。第二个D/A转换芯片DAC8831ICD的3脚（AGNDF）、4脚（AGNDS）和
12脚（DGND）均与地线（GND）连接，第二个D/A转换芯片DAC8831ICD的14脚（VDD）分别与电源模块1的+5V输出端、电容C203的一端连接，电容C203的另一端与地线（GND）连接，第二个D/A转换芯片DAC8831ICD的5脚（REFF）分别与6脚（REFS）、电容C202的一端、电容C201的一端和电源模块1的+2.5V输出端连接，获取转换基准电压，电容C202的另一端与电容C201的另一端连接，并连接到地线（GND），第二个D/A转换芯片DAC8831ICD的2脚（OUT）、13脚（INV）和1脚（RBF）分别与第二个运算放大器OP177FP的3脚、2脚和6脚连接，实现电压跟随，第二个运算放大器OP177FP的1脚与电阻R200的一端连接，电阻R200的另一端与可调电阻WR200的1脚连接，可调电阻WR200的3脚分别与第二个运算放大器OP177FP的7脚、电源模块1的+5V输出端和电容C204的一端连接，电容C204的另一端与地线（GND）连接，可调电阻WR200的2脚与电阻R201的一端连接，电阻R201的另一端与第二个运算放大器OP177FP的8脚连接，第二个运算放大器OP177FP的4脚分别与电源模块
1的-5V输出端、电容C206的一端连接，电容C206的另一端与地线（GND）连接，第二个运算放大器OP177FP的6脚与电阻R202的一端连接，电阻R202的另一端作为第二D/A转换模块3的输出端VCV与电容C205的一端、补偿电源调整模块7的电阻R301的另一端连接，并输出到补偿电源调整模块7，电容C205的另一端与地线（GND）连接。

[0036] 如图7所示，补偿电源调整模块7由第三个运算放大器OP177FP构成。第三个运算放大器OP177FP的3脚与电阻R301的一端连接，电阻R301的另一端与作为第二个D/A转换模块6的输出端VCV的电阻R202的另一端连接；第三个运算放大器OP177FP的2脚分别与电阻R302、电容C301和电容C300的一端连接，电容C300的另一端与第三个运算放大器OP177FP的6脚连接，电容C301的另一端与电阻R300的一端连接，电阻R300的另一端与第三个运算放大器OP177FP的6脚连接；第三个运算放大器OP177FP的7脚分别与电容C302的一端和电源模块1的+15V输出端连接，电容C302的另一端与地线（GND）连接；第三个运算放大器OP177FP的4脚分别与电容C303的一端和电源模块1的-15V输出端连接，电容C303的另一端与地线（GND）连接；电阻R302的另一端分别与可调电阻XR300的调整端、可调电阻XR300的另一端、电阻R304的一端和电容C304的一端连接，可调电阻XR300的第三端与电阻R303的一端连接，电阻R303的另一端与地线（GND）连接，电阻R304的另一端和电容C304的另一端连接，电阻R304的另一端作为补偿电源调整模块7的反馈端OutputHI，与作为补偿电源输出模块8的输出端OUTPUTHI的第三NPN晶体管2N3440的1脚连接；第三个运算放大器OP177FP的6脚作为补偿电源调整模块7的输出端V_Comp与补偿电源输出模块8的第四NPN晶体管2N2222A的2脚连接，输出调整信号到补偿电源输出模块8。

[0037] 如图8所示，补偿电源输出模块8由第四个NPN晶体管2N2222A、第五个NPN晶体管2N2222A、第六个NPN晶体管2N2222A、第二个NPN晶体管2N3440、第三个NPN晶体管2N3440和第二个达林顿管TIP142组成。第四个NPN晶体管2N2222A的2脚与作为补偿电源调整模块7的输出端V_Comp的第三运算放大器OP177FP的6脚连接，第四个NPN晶体管
2N2222A的3脚分别与电阻R313、电阻R310和电容C315的一端连接，电阻R313的另一端与电容C315的另一端连接，并连接到地线（GND），第四个NPN晶体管2N2222A的1脚与电阻R305的一端连接，电阻R305的另一端与电源模块1的+38V输出端连接，电阻R310的另一端与第五个NPN晶体管2N2222A的2脚连接，第五个NPN晶体管2N2222A的3脚与电阻R311的一端连接，第五个NPN晶体管2N2222A的1脚与电阻R306的一端连接，电阻R306的另一端与电源模块1的+38V输出端连接，电阻R311的另一端分别与第二个NPN晶体管2N3440的2脚、第六个NPN晶体管2N2222A的1脚和电阻R312的一端连接，电阻R312的另一端分别与第二个NPN晶体管2N3440的3脚和第二个达林顿管TIP142的1脚连接，第二个NPN晶体管2N3440的1脚与电源模块1的+38V输出端连接，第二个达林顿管TIP142的2脚与电源模块1的+38V输出端连接，第二个达林顿管TIP142的3脚与电阻R307的一端连接，电阻R307的另一端分别与电阻R314的一端、可调电阻WR300的2脚和3脚连接，可调电阻WR300的1脚与第六个NPN晶体管2N2222A的2脚连接，第六个NPN晶体管2N2222A的3脚分别与电阻R314的另一端、电容C306的一端、电容C307的一端、作为补偿电源输出模块8的输出端/反馈端OUTPUTHI的第三个NPN晶体管2N3440的1脚连接，并连接到偿电源输出模块8的输出端/反馈端OUTPUTHI，电容C306的另一端与电容C307的另一端连接，并连接到地线（GND），第三个NPN晶体管2N3440的2脚与地线（GND）连接，第三个NPN晶体管
2N3440的3脚与可调电阻WR301的2脚和3脚连接，可调电阻WR301的1脚与电阻R315的一端连接，电阻R315的另一端与电源模块1的-15V输出端连接。

[0038] 如图9所示，A/D转换模块9由A/D转换芯片ADS8505IBDB构成。ADS8505IBDB芯片的1脚（Vin）分别与电阻R101的一端、电阻R103的一端和电容C106的一端连接，电阻R101的另一端与作为补偿电源输出模块8的输出端/反馈端OUTPUTHI的第三NPN晶体管2N3440的1脚连接，电容C106的另一端与地线（GND）连接，电阻R103的另一端分别与ADS8505IBDB芯片的4脚（CAP）和电容C108的一端连接，电容C108的另一端与地线（GND）连接，ADS8505IBDB芯片的3脚（REF）和电容C110的一端连接，电容C110的另一端与地线（GND）连接，ADS8505IBDB芯片的2脚（AGND）、5脚（AGND）和14脚（DGND）均与地线（GND）连接，ADS8505IBDB芯片的6～13脚、15～22脚（D15～D0）分别与微处理器模块2的AD0～AD15端连接，ADS8505IBDB芯片的23脚（BYTE）与地线（GND）连接，ADS8505IBDB芯片的24脚（R//C）、25脚（/BUSY）和26脚（/CS）分别与微处理器模块2的AD_RC1端、AD_CS1端和AD_BUSY1端连接，ADS8505IBDB芯片的27脚（Vana）分别与电容C102的一端、电容C103的一端和电源模块1的+5V输出端连接，电容C102的另一端与电容C103的另一端连接，并连接到地线（GND），28脚（Vdig）分别与电容C101的一端、电源模块1的+5V输出端连接，电容C101的另一端与地线（GND）连接。

[0039] 如图10所示，串口通讯模块10由串口芯片SP3232EEY构成。微处理器模块2的LPC2214芯片的42脚（P0.0/TXD0/PWM1）、49脚（P0.1/RXD0/PWM3/EINT0）、75脚（P0.8/TXD1/PWM4）和76脚（P0.9/RXD1/PWM6/EINT3）分别与串口芯片SP3232EEY的11脚（D11）、12脚（RO1）连接、10脚（D12）和9脚（RO2）连接，串口芯片SP3232EEY的1脚与电容C141的一端连接，电容C141的另一端与串口芯片SP3232EEY的3脚连接，串口芯片SP3232EEY的4脚与电容C142的一端连接，电容C142的另一端与串口芯片SP3232EEY的5脚连接，串口芯片SP3232EEY的2脚与电容C144的一端连接，电容C144的另一端分别与串口芯片SP3232EEY的16脚、电容C143的一端和电源模块1的+3.3V输出端连接，电容C143的另一端与地线（GND）连接，串口芯片SP3232EEY的6脚与电容C145的一端连接，电容C145的另一端分别与串口芯片SP3232EEY的15脚和地线（GND）连接。串口芯片SP3232EEY的7脚（DO2）、8脚（RI2）分别输出信号COMP_T和COMP_R到PC机的串口，实现与PC机的互连通讯，串口芯片SP3232EEY的14脚（DO1）、13脚（RI1）分别输出信号HMI_T和HMI_R到人机界面的串口，实现和其它人机界面互连通讯。

[0040] 本发明工作过程如下：

[0041] 接通工作电源后，电源模块1为带补偿电源的电子负载装置的其它模块供电，微处理器模块2完成硬件初始化工作，通过串口通讯模块10，接受上位机或其它人机界面设置的电子负载调整命令和电源补偿命令。

[0042] 在进行负载调整时，设上位机给定了回路电流值，则微处理器模块2根据采样电阻值计算相应的电压设定值，通过LPC2214芯片70脚、59脚和68脚经双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片，分别输出到第一个D/A转换模块3中的第一个D/A转换芯片DAC8831ICD的7脚（/CS）、8脚（SCLK）和10脚（DIN），产生D/A转换所需的片选、时钟和输入数据信号，通过LPC2214芯片的69脚输出到第一个D/A转换芯片DAC8831ICD的11脚（LDAC），产生输出使能信号。第一个D/A转换芯片DAC8831ICD收到微处理器模块2的转换命令且待数据转换完成后，从第一个D/A转换芯片DAC8831ICD的2脚（OUT）输出到第一个运算放大器OP177FP的3脚，实现电压跟随，第一个运算放大器OP177FP的6脚输出到电子负载调整模块4。电子负载调整模块4根据该设定值和电子负载输出模块5中采样电阻上的获得的反馈电压值，由电子负载调整模块4调整电子负载输出模块5的输出，直到反馈值与设定值相等，结束调整过程。

[0043] 在进行电源补偿时，根据上位机设定的补偿值，微处理器模块2通过LPC2214芯片60脚、59脚和68脚经双向电压转换器SN74LVC4245DW芯片，分别输出到第二个D/A转换模块6中的第二个D/A转换芯片DAC8831ICD的7脚（/CS）、8脚（SCLK）和10脚（DIN），产生D/A转换所需的片选、时钟和输入数据信号，通过LPC2214芯片的69脚输出到第一个D/A转换芯片DAC8831ICD的11脚（LDAC），产生输出使能信号。第二个D/A转换芯片DAC8831ICD收到微处理器模块2的转换命令且待数据转换完成后，从第二个D/A转换芯片DAC8831ICD的2脚（OUT）输出到第二个运算放大器OP177FP的3脚，实现电压跟随，第二个运算放大器OP177FP的6脚输出到补偿电源调整模块7。补偿电源调整模块7根据该设定值和补偿电源输出模块8中的反馈值，由补偿电源调整模块7调整补偿电源输出模块8的输出，直到反馈值与设定值相等，结束补偿电源调整过程。

[0044] 补偿电源输出模块8中的反馈值同时由A/D转换模块9转换后传送到微处理器模块2。微处理器模块2通过LPC2214芯片的74～71脚（P3.5/A5～P3.8/A8）、35脚（P3.25/CS2）、30脚（P3.26/CS1）、29脚（P3.27/WE）和90脚（P1.1/OE）输入编码信号到一片GAL芯片ATF16V8B15PI的2～9脚（输入脚），经GAL芯片ATF16V8B15PI的7脚、6脚（输出脚）输出到A/D转换模块9的A/D转换芯片ADS8505IBDB的24脚（/R/C）和25脚（/CS），形成A/D转换所需的读/转换控制信号和片选信号。微处理器模块2再查询其25脚（P1.17/TRACEPKTI），当该引脚为低电平时，A/D转换完成，微处理器模块2中LPC2214芯片通过98、105、106、108、109、114、115、116、117、118、120、124、125、127、129、130脚（P2.15/D15～P2.0/D0），读取A/D转换芯片ADS8505IBDB的6～13脚、15～22脚（D15～D0）上的A/D转换结果，可做补偿电源输出的闭环控制。

[0045] 另外，串口通讯模块10具有两个串口通道，一个实现和PC机互连，另一个实现和人机界面互连，因此不论电子负载的调整还是补偿电源的调整，既可通过PC机在线设置或修改，也可以通过人机界面实现手动设置或修改。