2004年5月B版

电源本身可能潜伏着危险。与无源测量装置不同,DC电源在使用中如果不加约束的话,就会造成极大的危害。随着时间发展,形成限制的手段也日臻精密。早期的电源依靠熔断器和电路断路器来限制短路所造成的损害。后来出现了限流器和过流保护器,这些器件通过电子方法限制电流和电压的变化。设计者逐渐认识到：电源应该成为带有两种控制回路及调节装置的电流或者电压稳定器。这两种模式一起使用,就可以形成一个封闭的边界,其中的恒定电流限将在电压模式下起到过流保护的作用,而恒定电压限则在电流模式下起到过压保护的作用。于是,就诞生了我们所熟悉的、工作范围呈长方形的恒压电流(CVCC)电源。本质上,当前的正方形极限(rectangular-limit)电源处于电压模式工作时,是通过电流控制来限制电流输出的;而以电流模式工作时则提供同样的电压限制措施。熔断器和电路断路器现在为电子手段失效时起到后备的保护作用。

如果以纵轴来表示电压,而横轴表示电流的话,那么所有可能出现的负载特性都能用从原点出发的射线来描述。开路条件可以用与电压轴(而非电流)重合的负载线来表示,而短路条件则可以用与电流轴重合的负载线来表示(额定电流)。“匹配阻抗”则是与代表最大电压和最大电流的点相交的一条负载线(R=E/I)。

如果我们要确定电源的最大额定功率的话,那么它应该是由最大电压设定值和最大电流设定值所决定的。在传统的恒压恒流(CVCC)装置中,这一最大功率在电压－电流轴所决定的交叉点处获得,即图1中的点“B”。而不论负载电阻为任何其他值,电源所发出的功率都将小于最大额定功率。1个0V~10V、0A~100A的电源,其额定功率值能达到1000W。然而,它实际上只能在负载为0.1W的匹配值时才能发出如此大的功率。而负载量值为其他任何值时,所能获得的最大功率将小于额定的1000W。一个0.5W的负载在最大电压(10V)时电流为20A,故其从这一1000W的电源中可获得的最大输出功率为200W。所以,传统的长方形极限边界型电源很难使输出功率达到其额定量值。