恒压恒流模式的工作原理及直流电源的应用-Pintech品致

品致示波器探头

直流电源的两种基本工作模式为恒压、恒流，恒压输出时，电压恒定，随着负载发生变动，电流随之改变，当电流到达设定的阈值时，切换到恒流模式，维持目标电流为恒定值。

下面给出直流电源的伏安特性曲线：

如上图所示，我们设定了四组工作电压和电流：（150，50），（120，40），（90，30），（60，20），当负载较大时，电源输出的伏安特性为水平线，当负载减小到一定值后，电流维持恒定值，同时随着负载进一步减小，电压随之降低，此时的伏安特性曲线垂直与水平坐标轴。下面以Pintech品致的一款直流电源产品进行简单举例。

例：设定值为（60，20）。

当60/20<=负载阻抗（既负载阻抗>=3Ω）时，以恒压(CV)模式输出，此时电压恒定为60V，电流随着负载减小而增大，此时的电流值为I=60/负载阻抗。

当60/20>负载阻抗（既负载阻抗<3Ω）时，以恒流(CC)模式输出，此时电流恒定为20A，电压随负载阻抗的增大而增大。此时的电压值V=20*负载阻抗。

举例说明：”我设定了(20V,10A)，带了个负载，输出显示为20V，10A，此时我将设定改为（50V,10A），为什么输出还是显示20V，10A?

输出显示20V，10A那么负载阻抗=20V/10A=2Ω。设定值为（50V,10A），50V/10A=5Ω>2Ω，处于恒流输出模式，此时的电压值V=10A*负载阻抗=10A*2Ω=20V。因此当负载阻抗为2Ω，设定电流值为10A时，电压设定超过20V，都会以恒流模式输出，显示20V，10A。

两种模式的切换原理：通过电压电流两个PI闭环控制来实现。

根据硬件电路可知，上电带负载，若负载电流小于设定目标值时，电压环工作而电流环不工作，为CV模式，当负载变化使得电流增大到设定值后，电流环工作，电压环停止工作，进入CC模式。

一般情况下，电压环响应较电流环更强。这就使得我们的直流电源默认为CV(恒压)模式输出，设定电压加持在负载上，电流缓升，当电流值超过设定值后，工作状态转换为CC(恒流)模式，电压缓降。

对于较为敏感的负载，我们使用直流电源时，可以先设定一个较所需电压略小的电压设定值以及较所需要电流值略大的电流设定值，如果直流电源处于CC(恒流)模式输出，则负载系统可能存在缺陷（如短路，电容极性反接等），如直流电源处于CV(恒压)模式输出，则可以继续调节电压值至所需电压即可。

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