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電源的回饋控制回路有什么作用?(二)

發(fā)布時(shí)間:2019-06-21 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】 在上一篇文章“電源的回饋控制回路有什么作用?(一)”中,我們介紹了何謂優(yōu)先模式?本文,我們將詳細(xì)解釋各種優(yōu)先模式下的電源供應(yīng)器特性。
 
在上一篇文章“電源的回饋控制回路有什么作用?(一)”中,我們介紹了何謂優(yōu)先模式?本文,我們將詳細(xì)解釋各種優(yōu)先模式下的電源供應(yīng)器特性。
 
電壓優(yōu)先模式
電壓優(yōu)先模式啟動(dòng)時(shí),初始電壓設(shè)為0V,電流則設(shè)為電流設(shè)定值。由于是在電壓優(yōu)先模式下,因此CV回路具有優(yōu)先權(quán),電源以恒壓?jiǎn)?dòng),電壓為調(diào)節(jié)后的參數(shù)。電壓從0V開始,逐漸上升到CV回路調(diào)節(jié)下的電壓設(shè)定值,具有快速的電壓上升時(shí)間和最小的過沖性能。
 
如果負(fù)載為高阻抗,那么RLOAD>(電壓設(shè)置/電流設(shè)置),電源保持為CV,對(duì)電壓進(jìn)行干凈的調(diào)節(jié),電流將流入負(fù)載。隨著電壓達(dá)到設(shè)定電壓值,電壓過沖的情況很少或者從不出現(xiàn),因?yàn)殡娫磿?huì)對(duì)電壓進(jìn)行干凈的調(diào)節(jié)。
 
性能導(dǎo)致CV到CC轉(zhuǎn)換中的電流過沖
 
如果為低阻抗負(fù)載,則RLOAD<(電壓設(shè)置/電流設(shè)置),電壓將以CV模式開始運(yùn)作,不過低負(fù)載阻抗意味著電壓無法達(dá)到設(shè)置值。相反的,源電流會(huì)迅速到達(dá)電流設(shè)置值,轉(zhuǎn)換為CC,電壓將崩潰。在CV模式到CC模式的短暫轉(zhuǎn)換中,CC回路取得優(yōu)先權(quán),需要一些時(shí)間將電流調(diào)節(jié)為電流設(shè)置值。這會(huì)導(dǎo)致短暫的電流控制不穩(wěn),從而進(jìn)一步產(chǎn)生電流過沖(如圖1)。
 
電源的回饋控制回路有什么作用?(二)
圖1:?jiǎn)?dòng)時(shí)的電壓優(yōu)先模式特性會(huì)導(dǎo)致CV到CC轉(zhuǎn)換中的電流過沖

簡(jiǎn)而言之,在電壓優(yōu)先模式下,電壓表現(xiàn)出良好的特性,只有極少量的過沖。但是從CV模式到CC模式的交叉轉(zhuǎn)換過程中,電流有可能過沖,因?yàn)榇藭r(shí)電流調(diào)節(jié)沒有獲得優(yōu)先權(quán)。
 
電流優(yōu)先模式
現(xiàn)在我們看看電流優(yōu)先模式。在以電流優(yōu)先模式啟動(dòng)時(shí),電流最初設(shè)為0A,電壓設(shè)為電壓設(shè)置值。由于是在電流優(yōu)先模式下,所以CC回路具有優(yōu)先性,電源以CC模式啟動(dòng),電流為調(diào)節(jié)后的參數(shù)。電流從0A開始,然后在CC回路調(diào)節(jié)下逐漸上升至程序設(shè)計(jì)設(shè)定的電流值,以便獲得良好的性能,同時(shí)擁有快速電流上升時(shí)間和最小過沖。
 
如果為低阻抗負(fù)載,則RLOAD>(電壓設(shè)置/電流設(shè)置),電源將保持在CC模式下,但高負(fù)載阻抗意味著電源無法使足夠的電流流過負(fù)載。通過高負(fù)載阻抗的任何電流將在負(fù)載上產(chǎn)生高電壓,電源會(huì)迅速達(dá)到電壓設(shè)置值,然后轉(zhuǎn)換到CV。
 
在CC模式到CV模式短暫的轉(zhuǎn)換期中,CV回路取得優(yōu)先權(quán),其有機(jī)會(huì)將電壓調(diào)節(jié)為電壓設(shè)置值。這會(huì)導(dǎo)致短暫的電壓控制不穩(wěn),有可能產(chǎn)生電壓過沖(如圖2)。
 
電源的回饋控制回路有什么作用?(二)
圖2:?jiǎn)?dòng)時(shí)的電流優(yōu)先模式特性會(huì)導(dǎo)致CC到CV轉(zhuǎn)換時(shí)的電壓過沖
 
簡(jiǎn)而言之,在電流優(yōu)先模式下,電流表現(xiàn)出良好的特性,只有極少量的過沖。但是,從CC模式向CV模式轉(zhuǎn)換時(shí),電壓有可能過沖,因?yàn)榇藭r(shí)電壓調(diào)節(jié)沒有獲得優(yōu)先權(quán)。
 
總結(jié)
雖然過去優(yōu)先模式都是通過模擬設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),但現(xiàn)代的電源供應(yīng)器都是采用數(shù)字訊號(hào)處理(DSP)、數(shù)字回饋回路和FPGA等技術(shù)的高度數(shù)字化控制。電源的特性,包括優(yōu)先模式,都可以透過數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn),因此無論是電壓優(yōu)先還是電流優(yōu)先,電源的基本功能區(qū)塊沒有差別。換言之,無論處于哪種模式之下,電源都不會(huì)切換不同的電路或通過不同路徑傳輸訊號(hào)。數(shù)字控制系統(tǒng)命令電源采取不同的運(yùn)作方式來實(shí)現(xiàn)電壓優(yōu)先或電流優(yōu)先。
 
因此,如果你顧慮過沖問題,可以選擇適當(dāng)?shù)膬?yōu)先模式:在電壓過沖必須最小的情況下,例如偏置到低電壓處理器或FPGA核心時(shí),應(yīng)使用電壓優(yōu)先模式;如果需要盡量減少電流過沖,或者您的待測(cè)組件為低阻抗,例如在對(duì)電池充電或驅(qū)動(dòng)包含大電容的系統(tǒng)時(shí),應(yīng)使用電流優(yōu)先模式。
 
 
 
 
 
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