圖 2. 直流電源的三種類型

大多數電源都是單極設備，采用正極輸出。電壓和電流都為正。它們的工作象限僅是圖 2 中所示的 I 象限。電源也可以具有更復雜的電路以及更多的工作象限。雙極輸出電源的工作象限為 I 象限和 IV 象限。輸出電壓可以為正或為負，但電流始終為正。第三類電源的工作象限可為 I 象限和 II 象限。這類電源被稱為雙向電源。在 I 象限，電源為直流電壓源。在 II 象限，雙向電源具有正電壓、負電流。電源吸收電流，是作為電子負載來工作。因此，雙向電源兼具兩種設備（直流電源和直流電子負載）的性能。

05 控制直流輸出

我們來稍微多介紹一下調壓電路模塊。調壓器對輸出進行濾波，以盡可能減少直流輸出的紋波，同時它還將輸出電壓保持在經調整或編程的水平。我們可以將調壓電路作為反饋放大器來建模，如下圖 3 所示。輸出電壓傳感電路監視輸出電壓，并將其反饋給功率放大器。功率放大器的電壓輸出根據放大器輸入處的壓差的極性，來提高或降低自身的輸出。

圖 3. 顯示了電壓控制（未顯示輸出濾波）的電源輸出級

當負載吸收的電流較小時，只需監視直流電源輸出端的電壓即可。在負載電流較小的情況下，導線上的壓降并不明顯。但在負載電流較大時，導線上的壓降可能較顯著，施加到負載的電壓將低于編程輸出電壓：

如果直流電源的設計采用四線連接，其中，兩條導線用于將電源連接到負載，兩條導線用于傳感負載電壓，那么就可以針對負載處的較低電壓進行修正。下圖 4 顯示了負載的 4 線連接。

圖 4. 顯示了本地和遠程傳感的輸出級

輸出級傳感電路具有高輸入阻抗，因此這個電路吸收的電流非常小。當傳感線上的壓降微不足道時，電壓傳感電路測量負載處的實際電壓，并將該電壓反饋給電源的功率放大器。放大器將其輸出電壓提高兩倍導線電壓，以補償導線壓降。這一功能被稱為遠程傳感，可確保負載處的輸出為所需電壓。在不使用 4 線連接的情況下，調壓器采用本地傳感，即，將輸出電壓保持為輸出端的電壓水平。使用 4 線連接可保證更大的負載電壓精度。

06 輸出特性選項

電源可以使用不同的方法向負載供電。典型電源將具有矩形 I-V 輸出特性。電源的輸出可為電壓值和電流值的任意組合，介于由最大額定電壓和最大額定電流界定的矩形范圍內。下圖 5 中的藍色粗線顯示了具有矩形 I-V 輸出特性的直流電源。第二種供電方法是自動量程輸出。具有 I-V 自動量程輸出特性的直流電源兼具矩形輸出和曲線輸出的特性。相比具有矩形輸出的同等能力電源，自動量程輸出特性可提供范圍更大的負載電流和輸出電壓。圖 5 中的黑色和紅色曲線是自動量程輸出特性的示例。自動量程輸出特性的優點包括：

圖 5. 矩形輸出特性與自動量程輸出特性的比較

在紅色曲線上的所有點，均可提供全功率輸出。相比之下，具有矩形輸出的電源則只能在其最大電壓和電流下（藍色矩形的最右角點）提供全功率輸出。

在低于矩形輸出電源最大電壓的任意電壓下，提供的電流都大于具有矩形輸出的電源。

得益于更大的電流輸出和電壓，能夠以更大的靈活性來滿足更加多樣化的應用需求。這樣，可能就不需要增設額外的電源，亦可滿足新應用或升級應用的需求。

采用較低功率的電源，同樣能夠實現與矩形電源相當的 I-V 性能，從而有助于節省成本。

某些自動量程電源具有的曲線輸出特性，只能夠在有限的電壓范圍內提供全功率輸出。EA Elektro-Automatik 電源具有“真正的自動量程”輸出特性，電源能夠在上至最大額定電壓、下至該最大額定電壓的 33% 的范圍內，提供全功率輸出。其他自動量程電源很難達到這樣的性能水平。這讓 EA 能夠從眾多同行中脫穎而出。

因此，電源的電力輸出方式可決定其性能級別。

07 提升電源性能