恒壓恒流模式的工作原理及直流電源的應(yīng)用

直流電源的兩種基本工作模式為恒壓、恒流，恒壓輸出時(shí)，電壓恒定，隨著負(fù)載發(fā)生變動(dòng)，電流隨之改變，當(dāng)電流到達(dá)設(shè)定的閾值時(shí)，切換到恒流模式，維持目標(biāo)電流為恒定值。

下面給出直流電源的伏安特性曲線：

如上圖所示，我們?cè)O(shè)定了四組工作電壓和電流：（150，50），（120，40），（90，30），（60，20），當(dāng)負(fù)載較大時(shí)，電源輸出的伏安特性為水平線，當(dāng)負(fù)載減小到一定值后，電流維持恒定值，同時(shí)隨著負(fù)載進(jìn)一步減小，電壓隨之降低，此時(shí)的伏安特性曲線垂直與水平坐標(biāo)軸。下面以Pintech品致的一款直流電源產(chǎn)品進(jìn)行簡單舉例。

例：設(shè)定值為（60，20）。

當(dāng)60/20<=負(fù)載阻抗（既負(fù)載阻抗>=3Ω）時(shí)，以恒壓(CV)模式輸出，此時(shí)電壓恒定為60V，電流隨著負(fù)載減小而增大，此時(shí)的電流值為I=60/負(fù)載阻抗。

當(dāng)60/20>負(fù)載阻抗（既負(fù)載阻抗<3Ω）時(shí)，以恒流(CC)模式輸出，此時(shí)電流恒定為20A，電壓隨負(fù)載阻抗的增大而增大。此時(shí)的電壓值V=20*負(fù)載阻抗。

舉例說明：”我設(shè)定了(20V,10A)，帶了個(gè)負(fù)載，輸出顯示為20V，10A，此時(shí)我將設(shè)定改為（50V,10A），為什么輸出還是顯示20V，10A?

輸出顯示20V，10A那么負(fù)載阻抗=20V/10A=2Ω。設(shè)定值為（50V,10A），50V/10A=5Ω>2Ω，處于恒流輸出模式，此時(shí)的電壓值V=10A*負(fù)載阻抗=10A*2Ω=20V。因此當(dāng)負(fù)載阻抗為2Ω，設(shè)定電流值為10A時(shí)，電壓設(shè)定超過20V，都會(huì)以恒流模式輸出，顯示20V，10A。

兩種模式的切換原理：通過電壓電流兩個(gè)PI閉環(huán)控制來實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)硬件電路可知，上電帶負(fù)載，若負(fù)載電流小于設(shè)定目標(biāo)值時(shí)，電壓環(huán)工作而電流環(huán)不工作，為CV模式，當(dāng)負(fù)載變化使得電流增大到設(shè)定值后，電流環(huán)工作，電壓環(huán)停止工作，進(jìn)入CC模式。

一般情況下，電壓環(huán)響應(yīng)較電流環(huán)更強(qiáng)。這就使得我們的直流電源默認(rèn)為CV(恒壓)模式輸出，設(shè)定電壓加持在負(fù)載上，電流緩升，當(dāng)電流值超過設(shè)定值后，工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為CC(恒流)模式，電壓緩降。

對(duì)于較為敏感的負(fù)載，我們使用直流電源時(shí)，可以先設(shè)定一個(gè)較所需電壓略小的電壓設(shè)定值以及較所需要電流值略大的電流設(shè)定值，如果直流電源處于CC(恒流)模式輸出，則負(fù)載系統(tǒng)可能存在缺陷（如短路，電容極性反接等），如直流電源處于CV(恒壓)模式輸出，則可以繼續(xù)調(diào)節(jié)電壓值至所需電壓即可。

審核編輯 黃宇