准确理解优先级才是管理过冲的一剂良药.doc

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1、准确理解优先级才是管理过冲的一剂良药有一个常见问题：“电源的CV按钮或CC按钮在哪里？”答案是“没有这样的按钮”，因为电源模式是由负载电阻决定的。一旦所提供的电流达到电流设置，电源会从CV模式切换为CC模式。那CV模式和CC模式究竟是什么？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，电源是一个反馈系统，可以实现特定参数的调节。在恒压（CV）条件下，电源的反馈控制环路可以调节电压。在恒流（CC）条件下，电源的反馈控制环路可以调节电流。所以，当您使用CV/CC电源时，意味着电源在CV模式下运行，会根据编程设定的电压设置来调节恒压，直到负载消耗足够的电流，达

2、到可编程控制的电流设置。这种可编程的电流设置通常称为电流限制。一旦所提供的电流达到电流设置，电源会从CV模式切换为CC模式。在CC模式下，电源根据编程设定的电流值调节恒定电流；电压将开始下降，因为它已不再是被调节的参数。相反，如果电源在CC模式下调节恒定电流，它会继续如此操作，直到负载两端电压爬升到设定值。然后，电源将进行模式切换，由CC模式转换为CV模式。在CV模式下，电源将按照上述方式再次开始调压。这里解释了一个常见问题：“电源的CV按钮或CC按钮在哪里？”答案是“没有这样的按钮”，因为电源模式是由负载电阻决定的。在高电阻或开路情况下，流过电源的电流非常小或者没有电流经过

3、，电源为CV模式。与此类似，在低电阻或短路情况下，大量电流流过电源，电源处于CC模式（图1）。　　图1直流电源的输出特性显示了驱动CV或CC模式的负载电阻（RLOAD）值。优先模式介绍我们介绍下一个概念：优先模式。除了CV和CC模式以外，电源还可同时具有电压优先和电流优先模式。优先模式控制电源的特性。在电压优先模式下，电源的电压控制环路具有优先权。当今市场上的大多数电源仅具有电压优先功能，不能提供电流环路优先模式。事实上，这种情况非常普遍，大多数工程师甚至从来没有意识到还有优先模式存在，他们只是期望自己的CV/CC电源具有电压优先模式。需要注意的是，优先模式与CV和CC无关。

4、电压优先模式下的电源可以是CC或CV。同样，电流优先模式下的电源也可以是CV或CC。优先模式只是对电源从CV切换到CC或从CC切换到CV的特性进行了界定。那么，优先模式的意义是什么？下面将解释各优先模式的电源特征。电压优先模式电压优先模式启动时，初始电压设为0V，电流设为电流设置值。由于是处在电压优先模式下，因此CV环路具有优先权，电源以恒压启动，电压为调节后的参数。电压从0V开始，逐渐上升到CV环路调节下的电压设定值，表现良好，具有快速的电压上升时间和最小的过冲性能。如果负载为高阻抗，那么RLOAD>（电压设置/电流设置），电源保持为CV，对电压进行干净的调节，电流将流入负

5、载。随着电压达到设定电压值，电压过冲的情况很少或者从不出现，因为电源会对电压进行干净的调节。　　图2启动时的电压优先模式特性能导致CV到CC转换中的电流过冲如果为低阻抗负载，则RLOAD（电压设置/电流设置），电源将保持在CC模式下，但高负载阻抗意味着电源无法使足够的电流流过负载。通过高负载阻抗的任何电流将在负载上产生高电压，电源会迅速达到电压设置值，然后转换到CV。在CC模式到CV模式短暂的转换期中，CV环路取得优先权，其有机会将电压调节为电压设置值。这会导致短暂的电压控制不稳，有可能产生电压过冲（图3）。　　图3启动时的电流优先模式特性能够导致CC到CV转换时的电压过冲简

6、言之，在电流优先模式下，电流表现出良好的特性，只有极少量的过冲。但是，从CC模式向CV模式转换时，电压有可能过冲，因为此时电压调节没有获得优先权。总结虽然优先模式曾经通过模拟设计实现，但现代的电源都是采用数字信号处理（DSP）、数字反馈环路、FPGA等技术的高度数字化控制电源。电源的特性，包括优先模式，都可以通过数字技术实现，因此，无论是电压优先还是电流优先，电源的原理框图没有区别。换言之，无论处于哪种模式之下，电源都不会切换不同的电路或通过不同路径传输信号。数字控制系统命令电源采取不同的操作来实现电压优先或电流优先。因此，如果您对过冲比较关注，那么可以选择适当的优先模式。在

7、电压过冲必须最小的情况下，例如偏置到低电压处理器或FPGA的内核时，应使用电压优先模式。如果需要尽量减少电流过冲，或者您的被测器件为低阻抗器件，例如在对电池充电或驱动包含大电容的系统时，应使用电流优先模式。