一、恒流開關(guān)電源與恒壓開關(guān)電源的基本概念

       由于歷史的原因，我們通常把將電網(wǎng)電能轉(zhuǎn)換為其他規(guī)格輸出電壓的裝置叫做電源（Power supply），而實(shí)際上從字面意義上理解，只有那些象電池一樣的裝置才適合被稱為電源，我們稱為電源的其實(shí)是一種電能量的轉(zhuǎn)換裝置（Power Converter），廣義上講，包括電廠的發(fā)電機(jī)，太陽能電池板等等都可以被稱為電能量轉(zhuǎn)換裝置，只是他們具備將諸如機(jī)械能 熱能等其他能量形式轉(zhuǎn)換成為電能的能力，而我們一般指的電能量轉(zhuǎn)換裝置或者說電源是限于只在電能范圍內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換，在過于的幾十年中，輸出電壓規(guī)格之間的轉(zhuǎn)換占了主導(dǎo)地位，如將220V的電網(wǎng)交流電壓轉(zhuǎn)換為48V的直流輸出電源，將48V電壓的直流電源轉(zhuǎn)換為輸出12V 5V 3.3V等輸出電壓的電源，學(xué)名將這些電源稱為直流穩(wěn)壓電源，所說的“直流穩(wěn)壓”是指這些電源的輸出形式，當(dāng)然也有被稱為逆變電源的交流輸出電源，以及輸出頻率可變的變頻器等等，他們共同的特點(diǎn)是控制輸出電壓的輸出形式，而根據(jù)負(fù)載的特點(diǎn)提供一定的電流，如果輸出電壓是一定的，一般可將這些能量轉(zhuǎn)換器成為“恒壓開關(guān)電源”，對(duì)于后級(jí)負(fù)載而言他們具有能量源的特點(diǎn)，這個(gè)能量源的輸出電壓是恒定不變的，所謂恒定不變是指不論整個(gè)能量供應(yīng)和消耗系統(tǒng)的其他參數(shù)如何變化以及外部不可避免地引入一些干擾，比如電源的輸入電壓波動(dòng)、負(fù)載特性波動(dòng)、雷擊浪涌的干擾，這個(gè)輸出電壓都是恒定不變的。

        恒流開關(guān)電源的特點(diǎn)與恒壓源完全可以類比，因?yàn)橐脖唤凶鲋绷鞣�(wěn)流電源，它將其他電能形式轉(zhuǎn)換為恒定電流輸出的形式，而基本不受其他參數(shù)或干擾的影響。

二、恒流開關(guān)電源的應(yīng)用場合和發(fā)展前景

       工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，很早就有了對(duì)恒流開關(guān)電源的需求，最典型的就是電池應(yīng)用和管理，必須采用恒流開關(guān)電源來對(duì)其充電，電流流入電池的形式，導(dǎo)致這種電源被形象地稱為充電器，充電器的應(yīng)用范圍由于各種電池如汽車電池、手機(jī)電池的廣泛應(yīng)用而廣泛發(fā)展，有大到幾十千瓦小到幾十豪瓦的充電器，甚至更加廣泛。近年來，由于超級(jí)電容、半導(dǎo)體制冷片等容性負(fù)載的發(fā)展，以及LED 激光二極管等指數(shù)負(fù)載的發(fā)展，更加增加了恒流源的應(yīng)用需求，新的發(fā)展領(lǐng)域還在不斷增加著對(duì)各種恒流源的需求。

三、恒流開關(guān)電源與恒壓開關(guān)電源的輸入特性比較

       我們所指的輸入特性，是指電源的前級(jí)供應(yīng)特性，通常的AC-DC恒壓源的輸入，通過在AC整流之后并聯(lián)一定的大電容來支撐輸入電壓，實(shí)際上是構(gòu)造了一個(gè)簡單的輸入恒壓源，在電源工作時(shí)提供相對(duì)穩(wěn)定的恒壓供應(yīng)源，因此后級(jí)階段也常常被成為DC-DC，即一個(gè)直流電壓變換成為另一個(gè)直流電壓。這與恒壓源的工作方式有關(guān)，一個(gè)是一般開關(guān)電源的工作方式為PWM，PWM的負(fù)載往往是感性負(fù)載，其電流不會(huì)突變而電壓會(huì)突變，為了穩(wěn)定地控制輸出量，需要一個(gè)穩(wěn)定的輸入電壓，另一個(gè)是所有控制電路的供電需要一個(gè)穩(wěn)定的電壓。

 但是在某些特別的場合，輸入恒流開關(guān)電源可以構(gòu)造出獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。

       在恒流開關(guān)電源中，輸入也既可以是恒壓源也可以是恒流源，實(shí)現(xiàn)輸入恒流源的方法也非常簡單，在輸入端串聯(lián)一個(gè)大電感，導(dǎo)致其電流不能突變即可。輸入恒流源的輸入特性可以給輸出源帶來一些獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)，比如非常低的紋波，以及一定的抗浪涌功能，當(dāng)然也對(duì)內(nèi)部電路帶來一些其他的影響。設(shè)計(jì)者可以根據(jù)需求進(jìn)行選擇輸入源的處理。

四、恒流開關(guān)電源與恒壓開關(guān)電源的輸出特性帶負(fù)載特性比較

       對(duì)于恒壓源，最重要的一點(diǎn)就是輸出最好不要短路，當(dāng)然有時(shí)候不小心導(dǎo)致的操作會(huì)出現(xiàn)輸出短路，那也沒有關(guān)系，設(shè)計(jì)者會(huì)加入短路保護(hù)和過流保護(hù)來保護(hù)電源的安全，即使操作失誤，最多也是造成輸出不正常，以及輸出進(jìn)入保護(hù)和報(bào)警狀態(tài)。因?yàn)橐坏┒搪�，�?huì)造成輸出電壓為零，這與穩(wěn)壓輸出目標(biāo)顯示有差距，電路會(huì)自動(dòng)調(diào)整向目標(biāo)靠近，結(jié)果是輸出電流越來越大，直至燒毀一部分元件，因此對(duì)于一個(gè)恒壓源來說，過流保護(hù)和短路保護(hù)是非常有必要的。

       恒壓源可以開路，這時(shí)稱做空載工作，即輸出電流為零，負(fù)載等效為無窮大的阻抗。

       對(duì)于恒流開關(guān)電源，可以短路工作，這時(shí)稱做空載工作，即輸出電壓為零，負(fù)載等效為一個(gè)0歐姆的電阻。

       但是恒流開關(guān)電源不能開路工作，一旦開路，由于輸出電流為零，內(nèi)部電路會(huì)不斷調(diào)整加大輸出，造成輸出電壓過高擊穿某些元件，因此所有恒流源必須有輸出過壓保護(hù)電路，保證電源的安全，一般來說，過壓保護(hù)涵蓋了開路保護(hù)的要求。

       通常對(duì)于恒壓源和恒流源都先考慮帶阻性負(fù)載的要求，這個(gè)基本的要求是考慮電源的帶載能力，實(shí)際上，很多負(fù)載總會(huì)呈現(xiàn)一些感性特性或者容性特性，在恒壓源的使用中，如果容性負(fù)載大，會(huì)導(dǎo)致電源在啟動(dòng)時(shí)就進(jìn)入過流保護(hù)模式而無法啟動(dòng)，比如一個(gè)電源的負(fù)載是很多并聯(lián)的電容就會(huì)導(dǎo)致這種情況的發(fā)生，解決辦法之一是給電源輸出串聯(lián)上一個(gè)適當(dāng)?shù)碾姼�。如果恒壓源的感性�?fù)載大，有時(shí)會(huì)造成輸出電壓過沖大或者一定程度的諧振，因此要考慮調(diào)整電源本身的輸出濾波網(wǎng)絡(luò)來適配負(fù)載的感性特征。

       對(duì)于恒流開關(guān)電源，帶容性負(fù)載是沒有問題的，只是一個(gè)類似水龍頭灌滿一大池水而已，沒有任何危險(xiǎn)，但是假如讓恒流開關(guān)電源帶感性負(fù)載，就極其危險(xiǎn)，很容易造成輸出震蕩而損壞電源，因此對(duì)此類故障的消除就必須考慮各級(jí)電路的輸入輸出特性，采取一定措施保護(hù)電源和負(fù)載。

       LED和激光二極管都屬于容性負(fù)載，負(fù)載有等效并聯(lián)電容，用電橋就可以測量出來，而一般的恒流電源輸出端都有串聯(lián)濾波電感，這個(gè)電感和負(fù)載的等效并聯(lián)電容以及電源本身的輸出并聯(lián)電容很容易構(gòu)建一個(gè)諧振頻率，使得恒流開關(guān)電源輸出電流震蕩起來，因此有時(shí)候一個(gè)恒流開關(guān)電源在帶模擬阻性負(fù)載時(shí)非常穩(wěn)定，但一帶實(shí)際負(fù)載就進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)就是這個(gè)原因，這也是恒流源設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一，因?yàn)槟悴恢�道用戶�?huì)帶一個(gè)多大等效并聯(lián)電容的負(fù)載，電源必須具備比較寬的負(fù)載適應(yīng)性。