有恒定的电源吗？

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电压源是一种产生恒定电压但根据电流定律允许安培数和功率变化的设备。电流源是产生恒定电流，允许电压和功率变化的设备。

是否有恒定的电源-即输出功率永不变化的设备？无论连接的是什么性质，都将对其电压和安培数进行调整以提供恒定的功率。（对于开路和断路，其行为都是不确定的。）

power-supply power constant-power

— 皮鲁兹
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负载的性质？线性还是非线性？负载如何变化？您打算如何使用？

— Gopi 2014年

为什么对诸如资源等非常基本的东西这样的问题经常出现并且如此受欢迎？

— GR Tech

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您是在询问电路分析中是否存在“理想”电源？您是在问一个问题吗，“既然我们拥有理想的电压源和理想的电流源，那么我们就能拥有理想的电源吗？”

— JFA 2014年

完整的答案将同时指出理论和实践示例（如果存在）。

— PyRulez 2014年

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是的，构建恒定电源非常容易。

以普通的开关模式升压转换器为例。

原理图

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

假设它以不连续模式工作，并且没有同步整流（即，只是一个二极管）。如果开关以固定的占空比（即无反馈）运行，则每次闭合时，开关会将固定量的能量投入电感器。能量的大小仅取决于输入电压，电感和导通时间。当开关断开时，该能量被倾倒到负载中。

每个周期的恒定能量×每秒的恒定周期数=每秒的恒定能量=恒定功率。

无论负载的电阻如何，电压和电流水平都会自行调整以匹配该功率值。

根据实际限制，如果该电源的输出短路，则电流将受到内部组件（电感器和二极管）的电阻的限制。如果输出保持开路，则电压将受到组件分布电容的限制-电感器将在自谐振频率下以较高的电压“振铃”。

— 戴夫·特威德
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反向通常用作太阳能电池的“最大功率点跟踪器”：对于给定的输出电压，请改变输入电压/电流点，以最大程度地从电池传输功率。

— pjc50'4

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@ pjc50：是的，可以将开关模式转换器用作太阳能电池板的可调负载，并且可以与合适的电压和电流传感器一起构建执行MPPT的反馈环路。但是，我并没有遵循我的回答中所说的“反向”。MPPT的全部意义在于最大功率的实际值会变化。

— 戴夫·特威德

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@tuskiomi：否。如果要调节功率，则不必选择电压或电流。负载电阻设置了这两个值：

和

V = \sqrt{P \cdot R}

$V = \sqrt{P \cdot R}$

I = \sqrt{\frac{P}{R}}

$I = \sqrt{\frac{P}{R}}$

— 戴夫特威德

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@tuskiomi：是的，是的，有一个公式。每个开关周期的输入能量

。峰值电流是导通时间，电感和输入电压的函数：

E = \frac{1}{2} I_{p e a k}^{2} \cdot L

$E = \frac{1}{2}I_{peak}^2\cdot L$

。电源仅仅是每个周期乘以开关频率的能量：

。您可以组合这些方程式以获得功率的整体方程式。

I_{p e a k} = \frac{V_{i n} t_{o n}}{L}

$I_{peak} = \frac{V_{in} t_{on}}{L}$

P = E \cdot f_{S W}

$P = E \cdot f_{SW}$

— 戴夫·特威德

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由于常见的谬误，这不是100％正确的。该电路的输出功率确实取决于输出电压。峰值电感电流为Vt / L，但传递的能量不只是1 / 2.LI ^ 2-VIN在电感放电期间会传递额外的能量。放电时间为Toff = L.Ipeak /（VOUT -VIN），输出到输出的能量为Vout.Ipeak.Toff / 2

— jp314'1

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是的，但更实际地说，这些设备称为电子负载。可以将它们设置为从电源汲取恒定电流或恒定功率。它们对于电源测试，电池测试和太阳能测试很有用。

恒定电源不太常见，但是一种实际的应用是使在室外使用的LCD保持足够冷的温度，以使运动图像不会模糊。LCD的加热元件是称为铟锡氧化物的半透明材料薄片。否则LCD屏幕上可能有细线。在这两种情况下，加热器的电阻都会随温度变化很大。如果给加热器提供恒定电流或恒定电压，则功率将是环境温度的重要函数。

但是，我们希望具有相对恒定的功率，因此使用恒定的电源。

— 用户名
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真正的“恒定功率”电源将输出无限大电流短路，并在开路时产生无限大电压。实际上，无论输出功率如何，任何电源都会限制其产生的电压和电流。

在这些限制之间，当电流足够高以至于在全电压下它们将需要输出比其能力所能承受的功率更多的功率时，事实上，许多60瓦范围内的开关电源的行为实际上将与恒功率电源非常相似。不触发限流电路。据我所知，一整套不同电压的电源具有相同的最大电流是很常见的，只是它们产生的最大电压不同。如果用对数-对数曲线绘制输出电压与电流的关系曲线，则一个系列中的电源将共享相同的对角线以获得输出功率，并且共享同一条垂直线以获取最大电流。唯一的区别是限制最大电压的水平线的高度。

请注意，您必须检查可能希望以这种方式使用的任何电源的数据表，以确保明确了操作的哪些方面是未指定的。

— 超级猫
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是否有恒定的电源

是的，这是可以做到的。实际上，很多年前我曾做过一次演示。电压和电流可以直接通过模拟电子设备测量和控制，因此响应良好。没有直接控制功率或测量功率的好方法。

功率是电压和电流的乘积，因此一种方法是测量二者，然后执行乘法运算以获得与功率成比例的信号。这在模拟电子学中很困难。很久以前，当我这样做时，我使用了数字处理器来根据测得的电压和电流来计算功率，然后相应地上下调整输出。这是很久以前的事，当时我正在通过IEEE-488接口使用台式计算机来控制电子设备。它每秒执行约10次循环迭代，足以演示我想演示的内容。

如今，开关电源通常由小型嵌入式处理器控制，这些处理器可测量电压，有时还测量每个开关脉冲的电流。数字乘法可以短至单个周期，因此如今进行闭环功率控制更为可行。但是，此用途很少。我设计了一些恒定电压开关电源和一些恒定电流开关电源，但从未设计过恒定电源。那不是因为今天不能合理地完成它，而是因为我还没有遇到一个用途。

也就是说，输出谁的设备永远不会改变？

这是一个荒谬的问题。什么输出？电压？当前？功率？还有吗我们在这里做工程，而不是挥手。

对于电源可以控制和不能控制什么，似乎也有些困惑。甚至考虑一个简单的情况，即负载（超出电源控制范围连接到电源的负载）可以是任何电阻。电压，电流和电阻由欧姆定律关联：

电流=电压/电阻

或通用单位：

A = V /Ω

请注意，这种关系中只有两个自由度。如果您定义任何两个，那么第三个就别无选择。由于负载始终获得一个自由度，因此电源也只能获得一个自由度。

您可以重新排列各种方式。对于恒定电压电源，电源选择电压，负载选择电阻，电流由输出决定。或者，负载选择电流，电源所看到的视在电阻随所产生的电流而变化。

功率是电压乘以电流。使用此定律和欧姆定律，您可以获得：

功率=电压² /电阻

同样，只有两个自由度。如果电源调节功率，而负载选择电阻，那么电压就等于它的输出电压。

您不能欺骗基本物理学。

— 奥林·拉斯罗普（Olin Lathrop）
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完全同意。如果负载可以是线性或非线性的，我们如何构造恒定电源？负载会有所不同？除非知道负载的模型，否则很难做到。

— Gopi 2014年

哦，抱歉，措辞不佳。我的意思是输出功率永远不会改变。

— PyRulez 2014年

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电压源非常容易，除非您想到短路-需要无限电流，因此从严格意义上讲，电压源不存在。

电流源在开路时存在相同的问题-如何在不施加无限电压以施加恒定电流的情况下将电流泵入太空。

电源是由电压和电流源构成的，可以存在于纸上，但是，就像真实的电流和电压源一样，它们与理论预期值不符。

— 安迪（aka）
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只要负载变化不快，具有固定振荡频率和固定占空比的反激式电压转换器将产生恒定功率。

当负载随时间变化时，输出滤波器会阻止转换器快速调节所提供的功率，在您的情况下这可能是问题，也可能不是问题。

— 摩托罗杰
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市售电源具有恒定功率模式。Sorensen SG系列就是一个例子。

— 巴里
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还有另一种产生近似恒定电源的方法，如果您的负载随温度变化，该方法将很有用。如果您放置一个与负载相同值的串联电阻，则电源将均衡。一种看待它的方法是，如果串联电阻为零，则负载由恒定电压驱动。如果串联电阻无限大，则负载将由恒定电流驱动。当Rs ＝ R1时，dP / dR ＝ 0。当然，这不是一种生态友好的方式。罗杰·威廉姆森

— 罗杰·威廉姆森
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低功率恒定电源的另一种用途是用一根镍铬合金线测量气体流量。通过电线推动恒定功率；产生恒定的热量，导线加热，导线电阻增加。您可以从电压/电流计算导线电阻，从而可以知道导线温度。在静止气体中，可以确定高于环境温度的温度。

流过金属丝的气体以比零速度更大的速率从金属丝中散发热量，并且热量的损失与气体速度成正比。

— quin
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这似乎并没有真正解决最初的问题，即是否存在这样的设备，而不是可能的用途。

— PeterJ 2014年

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实用的恒定VA电源。高端焊机呢？通常，焊工为常数I（棒）或常数V（mig）。高端焊机允许您调整VA斜率。它们不是完美的，但可以在I到V之间进行调整。在负VA斜率的情况下，输入焊接池的功率是恒定的，与电弧长度无关，操作员只需控制焊接速度-这样就可以完成工作更轻松。

— 理查德·魏默
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