直流电源的电压模式与电流模式的比较分析

直流稳压稳流电源设计制作上普遍需要测量各类非电物理量，例如温度、压力、速度、角度等，它们都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。直流稳压电源设计制作上最广泛采用的是用4~20mA电流来传输模拟量。
4-20mA，指的就是最小电流为4mA，最大电流为20mA 。

在直流稳压电源设计制作现场，要完成信号的调理并进行长线传输，会产生以下问题：

第一，由于传输的信号是电压信号，传输线会受到噪声的干扰；

第二，传输线的分布电阻会产生电压降；

第三，在现场如何提供仪表放大器的工作电压也是个问题。

为了解决上述问题和避开相关噪声的影响，我们会用电流来传输信号，因为电流对噪声并不敏感。4-20mA的电流环便是用4mA表示零信号，用20mA表示信号的满刻度，而低于4mA高于20mA的信号用于各种故障的报警。

肯定有很多朋友会问：为什么选择4-20mA而不是0-20mA呢？很简单，如果0是最小，那么开路故障就检测不到了！

那么，为什么偏偏是4mA呢？正常工作时，电流信号不会低于4mA。当传输线因故障断路，环路电流降为0。常取2mA作为断线报警值。有两个原因。一个原因是为了避免干扰，另一个原因是在4-20mA使用的是两线制，即两根线即是信号线，同时也是电源线，而4mA是为了给传感器提供电路的静态工作电流用。

这种控制方法的优点如下：

1.由于电感器电流以一个由 Vi n - Vo所确定的斜率上升，因此对于输入电压的变化该波形将立即做出响，从而消除了延迟响应以及随着输入电压的变化而发生的增益变化。

2.由于误差放大器如今用于控制输出电流而非电压，因此输出电感器的影响被降至最低，而且滤波器此时只给反馈环路提供了单个极点（至少在所关心的正常区域中）。与类似的电压模式电路相比，这既简化了补偿，又获得了较高的增益带宽。

3.采用电流模式电路的额外好处包括固有的逐个脉冲电流限制（只需对来自误差放大器的控制信号进行箝位即可），以及在多个直流电源单元并联时易于实现负载均尽管电流模式所提供的改进令人印象深刻，但这项技术也存在其特有的问题，必须在设计过程中予以解决。