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）。

 

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）。

 

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。