关于负载和驱动能力的问题总结

这两天重新接触到了驱动能力这个说法，之前也听过，但是一直不理解是怎么回事儿，也就没有深究，现在想来，这里面还是有点门道的。

驱动能力，说的是什么呢？应该就是带载能力，而带载能力，最直观的应该就是输出电流的能力。

在进一步理解驱动能力之前，我们很有必要先理解下负载这件事儿。

负载

负载（load），在物理学中指连接在电路中的两端具有一定电势差的电子元件，用于把电能转换成其他形式的能的装置；在电工学中指在电路中接收电能的设备，是各类用电器的总称。 常用的负载有电阻、引擎、灯泡、空调、电动机等可消耗功率的元件。

对负载最基本的要求是阻抗匹配和所能承受的功率。

关于阻抗匹配，可参考：一文掌握阻抗匹配

负载是电路的基本组成部分

负载一般分为阻性负载、感性负载和容性负载

负载和功率

网上讲解这块的内容很少，可能是比较简单吧，不过作为初学者，如果不弄清楚这个概念，对后续的电路学习，还是会有一些阻碍的。

负载，一般在家庭电路中，就是指各种家用电器，这些家用电器都是并联在市电的两端，使用的都是220V交流电。

回到电子电路中，电路板上使用的各个模块，其实也都是一端接入电源，一端接地，这样来看，各个功能模块也都是并联在电源的两端。

这样并联的各种各样的模块，应该就可以称之为一个一个的负载，加起来就是总的负载。

这样的负载有什么特点呢？

• 因为负载都是并联的，所以负载两端的电压都是一样的；
• 因为是并联的，所以总负载的总电阻会越并越小，即负载越多，负载总阻值越小；
• 因为是并联的，而且并联两端电压恒定，所以每增加一个负载，就会多一个支路需要电流，从而导致负载的总线路电流增大，这也就能解释，为什么家用电器开得越多，越容易超负荷，从而发生电路问题。

我们再从电路的三种状态去理解负载的问题。

工程上的电路往往有三种状态。了解电路的状态对合理用电、节约电能以及安全用电都起着重要的作用。现我们用下图所示的照明电路为例，讨论电路在不同状态时电流、电压和功率的特点。

负载状态、额定值

在图a中，当开关S1、S2…Sn 合上时，电路工作于负载状态。设灯总的等效电阻为忽略导线开关电阻，电路中的电流为I=E/RL，I的数值取决于负载电阻RL，若并联在电路上的灯数越多，等效电阻RL越小，电流I就越大，负载消耗的功率也越大。在电力电路中把这种情况叫做负载增大。显然负载的大小指的是电流或功率的大小，而不是指负载电阻的大小。

电路负载工作时，如果电路各元件都能长期、可靠，而又以最佳状态（效率高、经济性好）工作，就称为额定工作状态，又叫做满载。此时，电路的电流称为额定电流，当电流大于额定电流时，叫做过载，而电流小于额定电流时叫做轻载或欠载。电路各元件长时间工作在过载状态时将会使电气设备发热，温度升高超过元件允许的最高温度会使元件损坏或发生事故，所以是不允许的。若过载时间较短，或在规定的条件下少量过载还是可以的。但电路长期工作在轻载状态则降低了设备的利用率，使电路效率降低。

电气设备额定工作时的电压、电流和功率称为额定电压、额定电流和额定功率，用符号UN、IN、PN表示。额定值是厂家在制造电气设备时，根据所用材料在正常寿命卞允许的耐压、温升而规定的数值。从可靠性、经济性、设备的寿命等多种因素考虑，应该让电路尽量工作在额定状态。

开路（空载状态）

如图a所示电路中，当所有开关S1、S2…Sn都断开时，电路就处于开路状态。此时电路中I=0，电源输出功率P=EI=0，电源两端电压叫做开路电压U0，它与电源电动势相等，即U0=E。

电源与电灯连接的总导线断掉时，电路也是开路状态，这属于不正常状态。

短路状态

如图b所示电路中，由电源两端引出的导线因绝缘损坏而直接接通时，电路就处于短路状态。此时，电灯中是没有电流流过的，即负载得不到电能。而电源输出电流的数值很大，叫做短路电流Isc。若短路点在电源两端点，图中a、b两点，则是最严重的短路，此时短路电流Isc=E/R0。R0为电源的内阻，其阻值是很小的，故短路电流的数值就很大，远远地超过电源的额定电流或导线允许通过的最大电流，如不及时断开电路，将因剧烈发热而使电源、导线和电流表等设备损坏。

短路是电路的一种故障，为了尽快切除短路故障，电路中常接入熔断器、自动开关等保护电器，一旦发生短路，它们能迅速断开电路，以保证设备的安全。

在电路中，有时需要将某件设备两端用导线直接连接，如图a中虚线处用导线将电流表两端直接连起来，使电流表不工作，这叫做短接，是允许的。

驱动能力

一般在电源设计时，就需要着重考虑系统负载的问题。

系统负载要求，这是对电源设计者提出的最大挑战，同时也是开始设计一个电源之前必须弄明白的事情。随着大量激增的用电系统，本质上是没有标准的用电需求。每个系统都是独一无二的，这也是电源设计很重要的原因。

负载用电需求可能包括如下因素( 但绝不是所有的)：
需要不同电压的数量；
每种电压的额定值以及容差；
每个负载的最大、最小额定电流；
最大输出功率；
功率变化时的整体效率；
一些特殊的时序要求；
允许通过的最大过载电流；
过电压和过电流时的故障保护类型；
最大输出纹波和容许噪声；
对于负载突变和输人电压波动的响应；
系统其他任何至关重要的因素，当然这必然包括体积和成本?；

……

这里面所考虑的，就有一个驱动能力的问题。

从整个系统来看，就是电源对后续所有负载的驱动能力，即能够输出足够的电流，来提供给每个负载正常工作。

从局部来看，就是前面的输出电路，能够为后续的电路提供足够的电流输入。