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本帖最后由 闻太师 于 2026-5-25 16:10 编辑
为了方便接下来的讨论,咱们先大概约定一下什么是真恒流。
打比方说,咱把输出电压调成12V,输出电流调成10mA。负载电阻从短路0Ω到1KΩ(理论上可以无限接近1.2KΩ),输出电压从近似0V变成10V。这个过程中如果负载电流一直是10mA,电源没有自激,没有短路保护,更没有烧坏,那就算是真恒流。这不是官方定义,只是便于接下来的讨论的一个临时约定。
玩过CV/CC线性数控电源的朋友都知道,这个基本是真恒流的。很多人(包括早期的楼主)想当然的认为开关电源也是这样。然而经过近几年学习对环路控制技术的学习,发现事情没那么简单。
1. 开关电源占空比D不能无限接近零。
开关电源本质上都是用PWM信号控制晶体管的开关。PWM信号是锯齿波与误差信号比较产生的,比较器有个最小延迟时间。PCMC类的PWM IC内部还有一个RS触发器,同样有延迟。MOS管导通时对栅极电容充电、关断时要把栅极电容放电,也就是说开通和过断都有延迟,不能瞬间完成。这些累加到一起,结果就是任何一个开关电源都有一个最小导通时间,除以开关周期就是最小占空比。显然开关频率越高,最小占空比越大。开关电源也就必然有一个最小输出电压,不能无限接近零。电路不同,最小输出电压也不一样,通常能做到零点几伏吧。经常看到有网友DIY的可调开关电源号称零伏起调,我想大概率只是号称吧。画个重点,开关频率越高,最小输出电压越高。
负载短路时,电阻近似为零。电阻*电流=电压,这就要输出电压近似为零。可是刚说了,最小输出电压不能近似为零。以帖子开头的例子,输出电流10mA,假设短路电阻10mΩ,要求最小输出电压0.1mV,这确实很难。。。
2. 开关电源带宽与负载电阻成反比。
开关电源常见的控制模式有三种:VMC、PCMC、COT。其中COT各厂家都有自己的专利,且互不相同,这个没法统一讨论。咱就讨论VMC和PCMC两种。
不管是VMC还是PCMC,带宽都与负载电阻R成反比(细节这里就不展开了,有兴趣的朋友可以跟帖讨论)。如果根据短路条件设置好带宽,当负载电阻变大后带宽就会变得特别小。像帖子开头举的例子,输出电压12V、电流10mA,根据负载短路状态设置带宽为20KHz,负载1KΩ时带宽可能不到1Hz。极小的带宽意味着静态误差极大,响应速度极慢,几乎没有实用价值。提高带宽可以改善这一问题,但是带宽通常不能高于开关频率1/5,想提高带宽就得提高开关频率。但是前边说了,提高开关频率,最小输出电压也会增大,相互矛盾。
如果按负载电阻较大(接近CV还没到CV)的情况设置好带宽,当负载电阻变小甚至短路时,带宽又会变得特别大,以至于超过开关频率,必然自激。
这时有人会说了,根据负载电阻大小,动态设置带宽不就完了。想法不错,可惜用模拟电路实现起来极复杂,效果可能还不好。其难度、成本甚至比数字环路控制技术还高。几十块、一两百的CV/CC电源怕是没有福气用上这技术。
罗里吧嗦说了一大堆,概括一下:
开关电源想要短路恒流很难,且短路恒流与大负载电阻恒流难以同时兼顾。
当然这只是本人极为粗浅的一点理论分析,也许实际的开关电源不是这样。如果我说错了,就当我胡说八道。
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坛子里很多朋友买了CV/CC数控电源(或模块),有RD、SK、WZ等等。借这个机会跟买过的朋友请教一下:
您手里的CV/CC数控电源是不是真恒流的。如果不是,那(按厂家定义)CC功能主要用途是什么?是用做负载过流保护(大电阻恒流),还是短路保护(短路恒流)。能不能给电池充电,特别是能不能给0V电池充电。
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