电源极性定义了电源和电子负载。当电流流过正电压端子时，电源会像电子负载一样吸取电流。

在详细了解电子负载之前，我们先了解一下电源极性的定义。这个基本概念可以帮助您了解电子负载的工作原理。图1为标准电压电流极性的电源（两端器件）示意图。标准电源通常是输出功率的设备。要输出功率，电流必须从正电压端子流出。大多数电源通过提供正输出电压和正输出电流来提供电能。极性通常是指电压的极性，而不是电流的方向。当电流流过正电压端子时，电源会像电子负载一样吸取电流。它不是提供电力，而是吸收和消耗功率。

图1. 电源极性定义

图2. 笛卡尔坐标系

双极电源可以在所有四个象限中运行。在第一象限和第三象限中，双极电源提供电源，电流从正电压端子流出。在象限2和4中，双极电源消耗功率，电流流向正电压端，如如图2。
为什么需要直流电子负载？
当电源吸收电流（功耗）时，它本质上就像一个电子负载。电子负载设计模仿功耗设备。拉动电源，让电源“看到”DUT 的负载（应用和环境）。它可以编程以提供不同类型的负载，并具有静态和动态负载模式。实际负载更复杂且不可预测，但电子负载可以提供稳定且可编程的负载模式。
在设计、制造和评估直流电源（电池、转换器和逆变器）时，直流电子负载是不可少的工具。其他应用包括燃料电池和光伏测试。
直流电子负载由一组功率晶体管或金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）组成，用于消耗或吸收功率。电流放大器通过切换这些晶体管来调制电子负载的输入电流。
电子负载应用
随着技术的进步，传统的机械驱动逐渐被电力驱动所取代，电力消耗明显增加。由于电力需求的显着增加，人们越来越重视节能。设计师们竞相开发各种节能产品。对电源和用电设备的严格测试可以扩展直流电子负载的应用。
以下是电子负载的一些常见应用以及行业如何帮助您测量它们。
电源转换器和逆变器测试一种快速测试DC-DC、AC-DC 和DC-AC 的方法。通过在输出端子上施加电子负载，可以在通电的情况下模拟产品。不同级别的负载可用于测试最小和最大输入开启电压水平。电子负载可用于测量纹波和噪声，调整负载和电源，以及测试过压和过流保护。
不间断电源(UPS) — 全面测试需要交流电源、直流电源、直流负载和交流负载。直流负载使用负载组来测试UPS 的备用电池和充电器。交流负载测试是整个UPS 系统。负载组测试可以验证控制系统的电压稳定性和有效性以及UPS在各种负载条件下提供所需功率的能力。
电池和燃料电池— 与电阻负载组相比，通过提供恒定负载来缩短测试时间。对于容量测试，使用CP 模式以在电池电压随时间下降时提供一致的功耗。电子负载可以编程输出不同的负载曲线，包括快速跳跃，允许用户测试电池充电和放电循环的特性曲线。
太阳能电池板— 高功率太阳能测试的*佳解决方案。它可以以较低的成本提供大电流。使用CV 模式捕获I-V 曲线或增加电压以进行电流测量。
便携式设备— 通过对电子负载进行编程以模拟产品的不同电源状态（例如睡眠模式、节能模式和全功率模式）来执行功耗测试。
典型的电子负载包括：
• 多种测量功能，可测量电压、电流、功率、峰值、平均值、最小值和最大值
• 输入读数和测量读数可以通过前面板显示。
• 独立通道操作
• 内置脉冲发生器，用于连续运行、脉冲运行和触发瞬态运行
• 触发输入，支持并行配置，实现同步测量
• 通过SCPI 命令语言进行远程编程
直流电子负载工作方式
确定被测设备的负载测试类型后，必须在负载下选择模式。电子负载常见的工作模式是恒流(CC)、恒压(CV)、恒功率(CP) 和恒阻(CR) 模式。将电子负载编程为特定模式后，它会保持该模式直到模式改变。此外，当出现过功率、过温等故障情况时，模式也会发生变化。选择模式时，以下电流，电阻，电压和电源模式参数都是可编程的。通过前面板选择模式或通过编程设置模式时，大多数相关参数都应用在输入端子上（例外情况参见模式说明中的备注）。
恒流操作(CC)
在此模式下，无论输入电压是多少，负载模块都会根据其编程值汲取电流。
粗实线表示可能的工作点与输入电流之间的关系。恒流(CC) 状态标志表示在设定的设定点输出电流。
在CC 操作中电压限制是不可编程的。但是，如果DUT 施加的电压高于设定电流范围允许的电压，则过压保护机制将激活，输入跳闸并关闭。
电流可在两个重叠范围之一内编程：高范围和低范围。较低的范围在较低的电流设置下提供更好的分辨率。负载选择与编程范围值相对应的范围。如果量程值在量程重叠区域，则选择低负载量程。电流当电流超出低范围时，负载自动将输入从低范围调整到最高值。如果您稍后编程的输入值超出下限，前面板显示屏将显示“超出范围”错误消息。
恒压工作(CV)
在此模式下，负载模块尝试汲取足够的电流以将电源电压控制为其编程值。
粗实线表示可能的工作点与输入电压之间的关系。
电流限制是为恒压(CV) 操作设置的。实线的水平部分表示如果负载电流保持在电流限制设置的范围内，则输出电压将保持在其编程设置。 CV 状态标志表示输出电流在限制设置范围内。
当输出电流达到电流限制时，器件将不再工作在恒压模式，输出电压将不再保持恒定。相反，电子负载现在将输出电流调整到电流限制设置。设置负电流限制状态标志以指示已达到电流限制。如果电压继续升高，直到超过规定电源流量的规定允许电压或最大功率等值线，过压保护机制被激活，跳闸并断开输入。
恒阻运行(CR)
在这种模式下，负载模块吸收的电流与编程电阻的输入电压成正比。
粗实线表示可能的工作点与电阻设置之间的关系。电阻的对角线延伸至Rmin（虚线），允许电子负载在负载大电流的同时产生低电压。
电阻器可编程为三个重叠电阻范围之一（高、中和低）。负载选择与编程电阻值相对应的范围。如果电阻值在量程重叠区域，负载选择分辨率最高的量程。如果当前输入设置超出所选范围，负载将自动将输入设置调整为新选择范围内接近的可用值。如果您稍后编程的输入值超出新选择的范围，前面板显示屏将显示“超出范围”错误消息。
恒功率运行(CP)
在恒功率操作中，负载模块根据编程的恒功率值调整被测设备的功耗。
负载模块通过测量输入电压和电流来调整输入功率，并根据来自AD转换器的测试数据流来调整输入功率。在CP 模式下，其编程范围包括选定的电压和电流测量范围。电子负载会自动选择尽可能低的量程，以提供更好的分辨率和精度。
负载模块具有内置过功率保护功能，可防止功率超过负载模块的额定输出（最大功率曲线）2% 以上。
如何选择合适的电子负载
市场上有各种直流电子负载产品。如何选择合适的电子负载以满足您的应用要求非常重要。以下是选择合适的电子负载时需要考虑的一些基本因素：
• 额定容量
- 最大电压、电流和额定功率可以提供应用所需的基本信息，以便电子负载能够处理电源的容量。
• 动态测试
- 一些负载是动态负载，电子负载的所有特性都允许其他特性，例如脉冲、阶跃和斜率变化。
• 操作模式- CR、CC、CV 和CP
-CC 用于功耗测试。
-CR 可以直接代替电阻。
-CV 用于测试当前电源。
-CP 用于存储容量测试
• 电脑控制
如果无法通过前面板设置参数，可以使用RS232、GPIB 或USB 创建复杂的测试程序。
• 尺寸
直流电子负载尺寸
直流电子负载有几个与电源相关的维度。以下是电子负载的三个常见尺寸：
1.电子负载桌面产品
台式机在实验室环境中尤为常见。这种低成本装置提供基本功能并通过前面板完成大部分设置。电子负载配备基本连接，如GPIB 或RS232，可用于远程编程。较新的型号可能具有USB 功能。
台式单输入电子负载是一种具有基本功能的低成本电器。
2.系统电子负载
它通常内置于主要用于自动化测试系统(ATE) 的机架系统中。 ATE 集成到高吞吐量、高功率（5KW 及更高）的制造环境中，可以同时测试多个设备。系统采用局域网等先进的连接方式。
机架配置中使用的系统电子负载主要用于ATE测试
3. 模块化电子负载
它通常由一台带有计算处理器的主机组成，模块化电子负载和电源在同一台主机上协同工作。其他模块可以根据应用需求进行更改和灵活调整大小。模块化电子负载通常配备大显示屏，可通过趋势图查看基本分析。下图所示的N6705C 直流电源分析仪具有USB 和LAN 连接。
模块化电子负载有助于在制造环境中进行测试。
模块化电子负载在制造环境中非常普遍，这些设备可以轻松添加到1U 高的主机中。大多数测试系统已经有电源，因此您可以轻松添加负载。主机采用前后散热，仅需1U机架空间。上图中的N6700C 电源模块具有USB 和LAN 连接。
N6700C 电源模块是一款紧凑、灵活且快速的电源，非常适合研发、设计验证和ATE 应用。
综上所述，电子负载是消耗电源电流的设备，工作在笛卡尔坐标系的第二和第四象限，应用包括电力电子和能源市场。先进的电子负载复杂且动态改变实际负载。有4 种常见的操作模式：CC、CV、CP 和CR。可根据应用要求选择不同类型的电子负载。