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恰当挑选电源优先级以管理过冲

大部分实验室都把直流电源当作恒压/恒流(CV/CC)电源使用;记住,电源是一个回馈系统,可以实现特定参数的调节。在恒压(constant voltage,CV)条件下,电

大部分实验室都把直流电源当作恒压/恒流(CV/CC)电源运用;记住,电源是一个回馈体系,能够完成特定参数的调理。在恒压(constant voltage,CV)条件下,电源的回馈操控回路能够调理电压。在恒流(constant current,CC)条件下,电源的回馈操控回路能够调理电流。

所以,当你运用CV/CC电源时,意味着电源在CV形式下运作,会依据可程序化设定的电压设置来调理恒压,直到负载耗费满足的电流,抵达可程序化的电流设置;这种可程序规划的电流设置一般称为电流约束(current limit)。

一旦所供给的电流抵达电流设置,电源会从CV形式切换为CC形式。在CC形式下,电源依据可程序化设定的电流值调理恒定电流,电压将开端下降,由于它已不再是被调理的参数。相反的,假如电源在CC形式下调理恒定电流,它会持续如此运作,直到负载两头电压爬升到设定值;然后电源将进行形式切换,由CC形式转化为CV形式。在CV形式下,电源将依照上述方法再次开端调压。

这儿解说了一个常见问题:「电源的CV或CC切换按钮在哪里?」答案是:「没有这种东西!」由于电源形式是由负载电阻决议的;在高电阻或开路状况下,流经电源的电流十分小、或许没有电流经过,电源为CV形式。与此相似,在低电阻或短路状况下,很多电流流经电源,电源处于CC形式(图1)。

图1 直流电源的输出特性显现了驱动CV或CC形式的负载电阻(RLOAD)值。

何谓优先形式?

咱们介绍下一个概念:优先形式(priority modes)。除了CV和CC形式以外,电源还可一起具有电压优先和电流优先形式。优先形式操控电源的特性,在电压优先形式下,电源的电压操控回路具有优先权。当今市场上的大多数电源供应器仅具有电压优先功用,不能供给电流回路优先形式;事实上这种状况十分遍及,大多数工程师乃至从来没有意识到还有优先形式存在,他们仅仅希望自己的CV/CC电源具有电压优先形式。

需求留意的是,优先形式与CV和CC无关,电压优先形式下的电源能够是CC或CV;相同的,电流优先形式下的电源也能够是CV或CC。优先形式仅仅界说了电源从CV切换到CC、或从CC切换到CV的行为。

那么,优先形式具有什么含义?以下将解说各种优先形式下的电源供应器特性。

电压优先形式

电压优先形式发动时,初始电压设为0V,电流则设为电流设定值;由所以在电压优先形式下,因而CV回路具有优先权,电源以恒压发动,电压为调理后的参数。电压从0V开端,逐步上升到CV回路调理下的电压设定值,体现杰出,具有快速的电压上升时刻和最小的过冲(overshoot)功能。

假如负载为高阻抗,那么RLOAD>(电压设置/电流设置),电源坚持为CV,对电压进行洁净的调理,电流将流入负载。跟着电压抵达设定电压值,电压过冲的状况很少或许从不呈现,由于电源会对电压进行洁净的调理。

功能导致CV到CC转化中的电流过冲

假如为低阻抗负载,则RLOAD(电压设置/电流设置),电压将以CV形式开端运作,不过低负载阻抗意味着电压无法抵达设置值。相反的,源电流会敏捷抵达电流设置值,转化为CC,电压将溃散。在CV形式到CC形式的时刻短转化中,CC回路取得优先权,其需求一些时刻将电流调理为电流设置值;这会导致时刻短的电流操控不稳,然后进一步发生电流过冲(图2)。

图2 发动时的电压优先形式特功能导致CV到CC转化中的电流过冲。

简言之,在电压优先形式下,电压体现出杰出的特性,只要极少量的过冲;可是从CV形式到CC形式的穿插转化过程中,电流有或许过冲,由于此刻电流调理没有取得优先权。

电流优先形式

现在咱们看看电流优先形式。在以电流优先形式发动时,电流开端设为0A,电压设为电压设置值。由所以在电流优先形式下,所以CC回路具有优先性,电源以CC形式发动,电流为调理后的参数。电流从0A开端,然后在CC回路调理下逐步上升至程序规划设定的电流值,以便得到洁净、杰出的功能,一起具有快速电流上升时刻和最小过冲。

假如为低阻抗负载,则RLOAD(电压设置 rload=>(电压设置/电流设置),电源将坚持在CC形式下,但高负载阻抗意味着电源无法使满足的电流流过负载。经过高负载阻抗的任何电流将在负载上发生高电压,电源会敏捷抵达电压设置值,然后转化到CV。

在CC形式到CV形式时刻短的转化期中,CV回路取得优先权,其有机会将电压调理为电压设置值。这会导致时刻短的电压操控不稳,有或许发生电压过冲(图3)。

图3 发动时的电流优先形式特性会导致CC到CV转化时的电压过冲。

简言之,在电流优先形式下,电流体现出杰出的特性,只要极少量的过冲。可是,从CC形式向CV形式转化时,电压有或许过冲,由于此刻电压调理没有取得优先权。

总结

尽管曩昔优先形式都是过模仿规划完成,但现代的电源供应器都是选用数字信号处理(DSP)、数字回馈回路、FPGA等技能的高度数字化操控;电源的特性,包括优先形式,都能够透过数字技能完成,因而不管是电压优先仍是电流优先,电源的基本功用区块没有不同。换言之,不管处于哪种形式之下,电源都不会切换不同的电路或经过不同途径传输信号;数字操控体系指令电源采纳不同的运作方法来完成电压优先或电流优先。

因而,假如你顾忌过冲问题,能够挑选恰当的优先形式:在电压过冲有必要最小的状况下,例如偏置到低电压处理器或FPGA中心时,应运用电压优先形式;假如需求尽量削减电流过冲,或许您的待测组件为低阻抗,例如在对电池充电或驱动包括大%&&&&&%的体系时,应运用电流优先形式。

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