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專家講解:電源測(cè)試中的恒流和恒阻負(fù)載
發(fā)布時(shí)間:2015-03-02 來源:老赤腳醫(yī)生 責(zé)任編輯:sherryyu
【導(dǎo)讀】在先進(jìn)的電子負(fù)載中,通常都具備恒壓、恒流和恒阻工作模式。在測(cè)量電源產(chǎn)品的過程中,不同的工作模式都會(huì)直接影響被測(cè)電源的特性。選用正確的負(fù)載工作模式,可以幫我們實(shí)現(xiàn)相對(duì)精確和完整的測(cè)試。
在電源產(chǎn)品的測(cè)試中, 電子負(fù)載是必不可少的設(shè)備。 多數(shù)的電源產(chǎn)品為恒壓類產(chǎn)品, 例如電池、電源適配器等。 對(duì)這些產(chǎn)品的測(cè)試, 為了測(cè)試這些產(chǎn)品在實(shí)際使用是的工作參數(shù), 需要利用電子負(fù)載的恒流(CC)或是恒阻(CR)工作模式。 也就是說, 在測(cè)試過程中通過改變被測(cè)電源的工作電流, 來驗(yàn)證電源輸出工作電壓的穩(wěn)定性、效率、瞬態(tài)特性及其它特性。
為了提高測(cè)試精度, 就必須考慮電子負(fù)載的這兩種工作模式對(duì)被測(cè)電源產(chǎn)品的影響。 有觀點(diǎn)認(rèn)為測(cè)試電壓源時(shí),恒流和恒阻負(fù)載可以互換。該觀點(diǎn)在一定程度上正確,但有些條件下可能會(huì)有問題,因?yàn)檫@兩種負(fù)載的工作模式對(duì)被測(cè)電源的性能存在明顯不同的影響。
首先,我們探討靜態(tài)時(shí)的工作性能。 我們以此為例, 分別對(duì)一個(gè)零輸出電阻的理想電壓源,例如穩(wěn)壓電源, 以及電池這樣的非理想電壓源進(jìn)行測(cè)試。在電池中, 由于存在內(nèi)阻, 因此通常被視為非理性的電壓源。 在圖1所示中, 兩個(gè)電源擁有相同的開路電壓。電源輸出特征上方是兩條負(fù)載線:恒流負(fù)載線和恒阻負(fù)載線。如圖所示,理想電壓源的電壓曲線(Ideal Voltage Source), 當(dāng)負(fù)載的牽引電流發(fā)生變化時(shí),或是外接電阻發(fā)生變化時(shí), 電壓輸出將保持穩(wěn)定。 但是, 對(duì)于電池這樣的非理想電壓源, 由于內(nèi)阻的存在, 隨著牽引電流的增大, 或者外部電阻的下降,內(nèi)阻消耗的電壓上升,導(dǎo)致輸出電壓(端電壓) 的下降。 如圖中的Non-Ideal Voltage Source 曲線。

圖 1:理想/非理想電壓源的恒流和恒阻負(fù)載特性
恒流負(fù)載經(jīng)常用于電源產(chǎn)品的靜態(tài)測(cè)試,使被測(cè)電源在指定電流輸出時(shí),精確測(cè)量到的工作電源電壓。 恒流負(fù)載此時(shí)模塊的被測(cè)電源的工作環(huán)境,而設(shè)置的時(shí)候, 也無需考慮被測(cè)電源輸出電壓高低,或者是否符合標(biāo)準(zhǔn)。電池等非理想電壓源較為復(fù)雜,通常需要測(cè)量指定恒流和恒阻負(fù)載條件下的技術(shù)指標(biāo),以表征在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中的負(fù)載特征。 鑒于電池輸出電壓(端電壓)與負(fù)載相關(guān),在實(shí)際的測(cè)試過程中, 需要分別表征它在恒流或恒阻工作模式下的工作特性。
現(xiàn)在,我們討論動(dòng)態(tài)性能。恒流負(fù)載對(duì)電源啟動(dòng)、瞬態(tài)性能和穩(wěn)定性的影響高于恒阻負(fù)載。在電源啟動(dòng)時(shí),起初始輸出電壓為零,而恒阻負(fù)載啟動(dòng)時(shí)的電流需求為零。 但是,恒流負(fù)載則需要全電流, 它可能導(dǎo)致有些電源無法正常啟動(dòng)。由于電流需求取決于電壓,恒阻負(fù)載具有阻尼效果,電流需求可以隨瞬態(tài)電壓的升高或降低而增加或減少,因此對(duì)被測(cè)電源瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性的影響較小。恒流負(fù)載則不具有類似效果,它會(huì)降低電源的瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性。在實(shí)際工作中,使用恒流或恒阻負(fù)載取決于被測(cè)電源技術(shù)指標(biāo)規(guī)定的測(cè)試條件。
對(duì)于電池這樣的非理想電源,其性能也會(huì)受到動(dòng)態(tài)因素影響, 這主意由于電池本身的內(nèi)阻和復(fù)雜的放電特性決定的,這也是我們常說的電池輸出響應(yīng)模型。 這個(gè)電池模型, 決定了電池的輸出端電壓會(huì)隨著電流變化而變化。
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