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，我們將詳細解釋各種優(yōu)先模式下的電源供應器特性。

 

電壓優(yōu)先模式

電壓優(yōu)先模式啟動時，初始電壓設為0V，電流則設為電流設定值。由于是在電壓優(yōu)先模式下，因此CV回路具有優(yōu)先權，電源以恒壓啟動，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)下的電壓設定值，具有快速的電壓上升時間和最小的過沖性能。

 

如果負載為高阻抗，那么RLOAD>（電壓設置/電流設置），電源保持為CV，對電壓進行干凈的調(diào)節(jié)，電流將流入負載。隨著電壓達到設定電壓值，電壓過沖的情況很少或者從不出現(xiàn)，因為電源會對電壓進行干凈的調(diào)節(jié)。

 

性能導致CV到CC轉換中的電流過沖

 

如果為低阻抗負載，則RLOAD<（電壓設置/電流設置），電壓將以CV模式開始運作，不過低負載阻抗意味著電壓無法達到設置值。相反的，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回路取得優(yōu)先權，需要一些時間將電流調(diào)節(jié)為電流設置值。這會導致短暫的電流控制不穩(wěn)，從而進一步產(chǎn)生電流過沖（如圖1）。

 

圖1：啟動時的電壓優(yōu)先模式特性會導致CV到CC轉換中的電流過沖

簡而言之，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模式的交叉轉換過程中，電流有可能過沖，因為此時電流調(diào)節(jié)沒有獲得優(yōu)先權。

 

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)先模式啟動時，電流最初設為0A，電壓設為電壓設置值。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，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計設定的電流值，以便獲得良好的性能，同時擁有快速電流上升時間和最小過沖。

 

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，但高負載阻抗意味著電源無法使足夠的電流流過負載。通過高負載阻抗的任何電流將在負載上產(chǎn)生高電壓，電源會迅速達到電壓設置值，然后轉換到CV。

 

在CC模式到CV模式短暫的轉換期中，CV回路取得優(yōu)先權，其有機會將電壓調(diào)節(jié)為電壓設置值。這會導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：啟動時的電流優(yōu)先模式特性會導致CC到CV轉換時的電壓過沖
 

簡而言之，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模式轉換時，電壓有可能過沖，因為此時電壓調(diào)節(jié)沒有獲得優(yōu)先權。

 

總結

雖然過去優(yōu)先模式都是通過模擬設計實現(xiàn)，但現(xiàn)代的電源供應器都是采用數(shù)字訊號處理（DSP）、數(shù)字回饋回路和FPGA等技術的高度數(shù)字化控制。電源的特性，包括優(yōu)先模式，都可以透過數(shù)字技術實現(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，電源都不會切換不同的電路或通過不同路徑傳輸訊號。數(shù)字控制系統(tǒng)命令電源采取不同的運作方式來實現(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?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，應使用電壓優(yōu)先模式；如果需要盡量減少電流過沖，或者您的待測組件為低阻抗，例如在對電池充電或驅動包含大電容的系統(tǒng)時，應使用電流優(yōu)先模式。