準確理解優先級才是管理過衝的一劑良藥
發布時間:2016-11-18 來源:Bob Zollo 責任編輯:wenwei
【導讀】有一個常見問題:“電源的 CV 按鈕或 CC 按鈕在哪裏?”答案是“沒有這樣的按鈕”,因為電源模式是由負載電阻決定的。一旦所提供的電流達到電流設置,電源會從 CV 模式切換為 CC 模式。那CV 模式和 CC 模式究竟是什麼?
大部分實驗室都把直流電源當作恒壓/恒流(CV/CC)電源使用。記住,電源是一個反饋係統,可以實現特定參數的調節。在恒壓(CV)條件下,電源的反饋控製環路可以調節電壓。在恒流(CC)條件下,電源的反饋控製環路可以調節電流。
所以,當您使用 CV/CC 電源時,意味著電源在 CV moshixiayunxing,huigenjubianchengshedingdedianyashezhilaitiaojiehengya,zhidaofuzaixiaohaozugoudedianliu,dadaokebianchengkongzhidedianliushezhi。zhezhongkebianchengdedianliushezhitongchangchengweidianliuxianzhi。
一旦所提供的電流達到電流設置,電源會從 CV 模式切換為 CC 模式。在 CC 模式下,電源根據編程設定的電流值調節恒定電流;電壓將開始下降,因為它已不再是被調節的參數。相反,如果電源在 CC 模式下調節恒定電流,它會繼續如此操作,直到負載兩端電壓爬升到設定值。然後,電源將進行模式切換,由 CC 模式轉換為 CV 模式。在 CV 模式下,電源將按照上述方式再次開始調壓。
這裏解釋了一個常見問題:“電源的 CV 按鈕或 CC 按鈕在哪裏?”答案是“沒有這樣的按鈕”,因為電源模式是由負載電阻決定的。在高電阻或開路情況下,流過電源的電流非常小或者沒有電流經過,電源為 CV 模式。與此類似,在低電阻或短路情況下,大量電流流過電源,電源處於 CC 模式(圖 1)。

圖1 直流電源的輸出特性顯示了驅動 CV 或 CC 模式的負載電阻(RLOAD)值。
優先模式介紹
我們介紹下一個概念:優先模式。除了 CV 和 CC 模mo式shi以yi外wai,電dian源yuan還hai可ke同tong時shi具ju有you電dian壓ya優you先xian和he電dian流liu優you先xian模mo式shi。優you先xian模mo式shi控kong製zhi電dian源yuan的de特te性xing。在zai電dian壓ya優you先xian模mo式shi下xia,電dian源yuan的de電dian壓ya控kong製zhi環huan路lu具ju有you優you先xian權quan。當dang今jin市shi場chang上shang的de大da多duo數shu電dian源yuan僅jin具ju有you電dian壓ya優you先xian功gong能neng,不bu能neng提ti供gong電dian流liu環huan路lu優you先xian模mo式shi。事shi實shi上shang,這zhe種zhong情qing況kuang非fei常chang普pu遍bian,大da多duo數shu工gong程cheng師shi甚shen至zhi從cong來lai沒mei有you意yi識shi到dao還hai有you優you先xian模mo式shi存cun在zai,他ta們men隻zhi是shi期qi望wang自zi己ji的de CV/CC 電源具有電壓優先模式。
需要注意的是,優先模式與 CV 和 CC 無關。電壓優先模式下的電源可以是 CC 或 CV。同樣,電流優先模式下的電源也可以是 CV 或 CC。優先模式隻是對電源從 CV 切換到 CC 或從 CC 切換到 CV 的特性進行了界定。
那麼,優先模式的意義是什麼?下麵將解釋各優先模式的電源特征。
電壓優先模式
電壓優先模式啟動時,初始電壓設為 0 V,電流設為電流設置值。由於是處在電壓優先模式下,因此 CV 環路具有優先權,電源以恒壓啟動,電壓為調節後的參數。電壓從 0 V 開始,逐漸上升到 CV 環路調節下的電壓設定值,表現良好,具有快速的電壓上升時間和最小的過衝性能。
如果負載為高阻抗,那麼 RLOAD >(電壓設置/電流設置),電源保持為 CV,duidianyajinxingganjingdetiaojie,dianliujiangliurufuzai。suizhedianyadadaoshedingdianyazhi,dianyaguochongdeqingkuanghenshaohuozhecongbuchuxian,yinweidianyuanhuiduidianyajinxingganjingdetiaojie。

圖2 啟動時的電壓優先模式特性能導致 CV 到 CC 轉換中的電流過衝
如果為低阻抗負載,則 RLOAD <(電壓設置/電流設置),電壓將以 CV 模式開始工作,不過低負載阻抗意味著電壓無法達到設置值。相反,源電流會迅速到達電流設置值,轉換為 CC,電壓將崩潰。在 CV 模式到 CC 模式的短暫轉換中,CC 環路取得優先權,其需要一些時間將電流調節為電流設置值。這會導致短暫的電流控製不穩,從而進一步產生電流過衝(圖 2)。
簡言之,在電壓優先模式下,電壓表現出良好的特性,隻有極少量的過衝。但是,從 CV 模式到 CC 模式的交叉轉換過程中,電流有可能過衝,因為此時電流調節沒有獲得優先權。
電流優先模式
現在我們看看電流優先模式。在以電流優先模式啟動時,電流最初設為 0 A,電壓設為電壓設置值。由於是在電流優先模式下,所以 CC 環路具有優先性,因此電源以 CC 模式啟動,電流為調節後的參數。電流從 0 A 開始,然後在 CC 環路調節下逐漸上升至編程設定的電流值,以便得到幹淨、良好的性能,同時擁有快速電流上升時間和最小過衝。
如果為低阻抗負載,則 RLOAD <(電壓設置/電流設置),電源將保持在 CC 模式下,幹淨地調節電流。隨著電流達到設定電流值,電流過衝的情況很少或者從不出現,因為電源會對電流進行幹淨的調節。
如果為高阻抗負載,則 RLOAD >(電壓設置/電流設置),電源將保持在 CC 模(mo)式(shi)下(xia),但(dan)高(gao)負(fu)載(zai)阻(zu)抗(kang)意(yi)味(wei)著(zhe)電(dian)源(yuan)無(wu)法(fa)使(shi)足(zu)夠(gou)的(de)電(dian)流(liu)流(liu)過(guo)負(fu)載(zai)。通(tong)過(guo)高(gao)負(fu)載(zai)阻(zu)抗(kang)的(de)任(ren)何(he)電(dian)流(liu)將(jiang)在(zai)負(fu)載(zai)上(shang)產(chan)生(sheng)高(gao)電(dian)壓(ya),電(dian)源(yuan)會(hui)迅(xun)速(su)達(da)到(dao)電(dian)壓(ya)設(she)置(zhi)值(zhi),然(ran)後(hou)轉(zhuan)換(huan)到(dao) CV。
在 CC 模式到 CV 模式短暫的轉換期中,CV 環路取得優先權,其有機會將電壓調節為電壓設置值。這會導致短暫的電壓控製不穩,有可能產生電壓過衝(圖 3)。

圖3 啟動時的電流優先模式特性能夠導致 CC 到 CV 轉換時的電壓過衝
簡言之,在電流優先模式下,電流表現出良好的特性,隻有極少量的過衝。但是,從 CC 模式向 CV 模式轉換時,電壓有可能過衝,因為此時電壓調節沒有獲得優先權。
總結
雖然優先模式曾經通過模擬設計實現,但現代的電源都是采用數字信號處理(DSP)、數字反饋環路、FPGA dengjishudegaodushuzihuakongzhidianyuan。dianyuandetexing,baokuoyouxianmoshi,doukeyitongguoshuzijishushixian,yinci,wulunshidianyayouxianhaishidianliuyouxian,dianyuandeyuanlikuangtumeiyouqubie。huanyanzhi,wulunchuyunazhongmoshizhixia,dianyuandoubuhuiqiehuanbutongdedianluhuotongguobutonglujingchuanshuxinhao。shuzikongzhixitongminglingdianyuancaiqubutongdecaozuolaishixiandianyayouxianhuodianliuyouxian。
因此,如果您對過衝比較關注,那麼可以選擇適當的優先模式。在電壓過衝必須最小的情況下,例如偏置到低電壓處理器或 FPGA deneiheshi,yingshiyongdianyayouxianmoshi。ruguoxuyaojinliangjianshaodianliuguochong,huozhenindebeiceqijianweidizukangqijian,liruzaiduidianchichongdianhuoqudongbaohandadianrongdexitongshi,yingshiyongdianliuyouxianmoshi。
文章來源於電子技術設計。
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