將直流電源連接到負(fù)載看起來(lái)很明確，但在某些情況下可能會(huì)變得具有挑戰(zhàn)性。雖然電源制造商將其產(chǎn)品設(shè)計(jì)為在為各種負(fù)載供電時(shí)保持穩(wěn)定，但某些負(fù)載特性存在著風(fēng)險(xiǎn)，甚至?xí)p壞電源的輸出級(jí)。感性和容性負(fù)載以及負(fù)載電流快速變化的負(fù)載可能會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)致振蕩的條件，從而危及電源和負(fù)載。此外，感性和容性負(fù)載可以向電源施加能量。

本文中，我們將探討直流電源的不同類型的危險(xiǎn)負(fù)載，并提供解決方案，以確?？煽康碾娫催\(yùn)行和負(fù)載保護(hù)。

Inductive Load

感性負(fù)載

感應(yīng)負(fù)載，如電機(jī)、電磁線圈和機(jī)電繼電器，可向電源輸入能量從而損壞電源。當(dāng)電壓和電流施加到感應(yīng)負(fù)載上時(shí)，就會(huì)形成磁場(chǎng)，儲(chǔ)存勢(shì)能。當(dāng)電源被關(guān)閉時(shí)，磁場(chǎng)就會(huì)崩潰，在相反的極性上產(chǎn)生電壓驟升。這種反向電動(dòng)勢(shì)會(huì)損壞電源的輸出級(jí)。

為了保護(hù)電源，在電源的輸出端并聯(lián)了一個(gè)反向偏置二極管，稱為續(xù)流二極管或整流二極管。當(dāng)電源關(guān)閉時(shí)，這個(gè)二極管允許感性負(fù)載產(chǎn)生的電流流過它，從而保護(hù)電源不受反向電動(dòng)勢(shì)的影響。

圖1所示，使用續(xù)流二極管保護(hù)電源免受反向電動(dòng)勢(shì)的影響。

Capacitive Load

容性負(fù)載

容性負(fù)載，如超級(jí)電容器、電容負(fù)載組或?yàn)V波器，會(huì)對(duì)電源產(chǎn)生危險(xiǎn)的電流尖峰。與感性負(fù)載類似，容性負(fù)載存儲(chǔ)勢(shì)能。當(dāng)電源電壓低于負(fù)載上的電壓時(shí)，負(fù)載會(huì)產(chǎn)生電流浪涌，從而損壞電源。

在輸出端增加一個(gè)串聯(lián)二極管，防止容性負(fù)載的反向電流流入電源，起到保護(hù)作用。當(dāng)電源給負(fù)載通電時(shí)，二極管正向偏置，但當(dāng)電源電壓降至低于負(fù)載電壓時(shí)，二極管反向偏置。

圖2所示，串聯(lián)二極管以保護(hù)電源免受容性負(fù)載的放電。

Battery load

電池負(fù)載

電池作為電化學(xué)電源，如果電壓超過電源電壓，電池會(huì)損壞直流可編程電源。

與容性負(fù)載一樣，串聯(lián)二極管可以保護(hù)電源不受電池放電電流的影響。

另一方面，如果發(fā)生反極性連接，直流可編程電源也會(huì)損壞電池。極性檢測(cè)電路和接觸器被用于電池的安全測(cè)試系統(tǒng)，以防止對(duì)連接錯(cuò)誤的電池供電。

Load Circuit

Oscillation

供電 - 負(fù)載電路振蕩

某些類型的負(fù)載會(huì)導(dǎo)致電源振蕩，可能會(huì)損壞電源和負(fù)載。高容性負(fù)載、感性負(fù)載和具有快速變化特性的負(fù)載會(huì)導(dǎo)致電路不穩(wěn)定。

施加濾波器，如 π 型濾波器，可以減輕無(wú)功電流和快速變化的負(fù)載的影響。

此外，電磁噪聲可導(dǎo)致電源線路不穩(wěn)定，適當(dāng)?shù)慕拥丶夹g(shù)對(duì)于防止這種情況至關(guān)重要。縮短電源和負(fù)載之間的布線，并使用屏蔽線纜，也可以減少外部噪聲的干擾。

圖 3 所示，（本文首圖）的 π 型濾波器可將電源與高頻效應(yīng)隔離開來(lái)。

EA Elektro-Automatik

雙向直流電源

Bidirectional DC Power Supply

EA PSB 10000

使用外部器件進(jìn)行保護(hù)的另一種解決方案是考慮使用雙向直流電源。這種電源可以安全地吸收和輸送功率，使其適用于容性、感性和有源負(fù)載。當(dāng)直流測(cè)試電路在測(cè)試期間的不同時(shí)間需要源和負(fù)載功能時(shí)，雙向電源具有成本優(yōu)勢(shì)。

EA Elektro-Automatik PSB 10000 系列，集成了能量再生的電子負(fù)載和真正的自動(dòng)量程功能。這款先進(jìn)的電源確保了設(shè)備作為電源或負(fù)載，在廣泛的電壓電流工作范圍內(nèi)都保持滿功率運(yùn)行。憑借電子負(fù)載的能量再生功能,EA PSB 10000 可以安全吸收并有效地將電力返回到電網(wǎng)，使其具有高度的通用性，適用于各種應(yīng)用。

結(jié)論

將直流電源連接到負(fù)載上，需要仔細(xì)考慮負(fù)載特性，以確?？煽康碾娫催\(yùn)行和負(fù)載保護(hù)。感性和容性負(fù)載會(huì)對(duì)電源造成損壞，而電源-負(fù)載電路中的振蕩對(duì)電源和負(fù)載都是有害的。

通過了解負(fù)載特性，實(shí)施恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，例如增加反向偏置二極管，采用適當(dāng)?shù)慕拥丶夹g(shù)，我們可以創(chuàng)建一個(gè)穩(wěn)定和安全的電源-負(fù)載電路。此外，雙向電源為同時(shí)需要源和負(fù)載功能的應(yīng)用提供了通用的解決方案。通過遵循以上幾點(diǎn)建議，我們可以確保直流電源的高效安全運(yùn)行，并在各種負(fù)載場(chǎng)景中防范潛在危害。