双向直流电源指的是能量可以双向流动的直流电源，它既能把电能送到负载，也能把负载送回来的电能吸收掉或者回馈到电网。不少用户在选型时会问，这类电源的输出端能不能出负电压。这个问题不能一概而论，答案取决于机型的输出级结构，也就是单极性输出还是双极性输出。双向讲的是能量流向，双极性讲的是输出端电位的正负，两者不是同一个指标。

双向与双极性是两个不一样的的指标

一台双向直流电源，可能只能输出正电压。负载要电，它送电；负载发电，它收电，整个过程里输出端电压极性一直保持为正，只有电流方向在变，这就是单极性双向机型。双极性机型的输出端电压可以在正负之间连续变化，比如从负额定电压一路调到正额定电压，中间经过零点，电流同样可以正负双向。用户问双向直流电源能不能输出负电压，结论落在具体机型上：单极性双向机型出不了真正意义上的负压，双极性机型可以。

单极性机型得到负电压的两种做法

一种是把输出浮地使用。许多直流电源的输出端与机壳、保护地之间是隔离的，把正极接到系统地，负极对地就是负电位。这时电源内部输出的仍然是正电压，只是参考点换了位置。这种做法在实验室和产线老化测试中比较常见，前提是整机对地绝缘能够承受这个电压，输出端的共模电压也要在允许范围内。

第二种是把两台电源串联，一台的正极接另一台的负极，中间连接点作为地，两端就能得到正负对称的电压。这种方案占用机位多，两台电源的均流、同步和关机时序都要处理好，动态响应也受两台机器差异的。

双极性输出机型的内部结构

双极性机型的输出级通常有两种做法。线性放大型采用正负两组电源轨加推挽输出，功率管工作在放大区，纹波小、响应快、噪声低，功率一般不大，多用在传感器校准、压电陶瓷驱动这类场合。开关型采用H桥或者四开关Buck-Boost结构，配合正负母线，功率可以做到几十千瓦甚至高，效率高，还能把负载回馈的能量送回电网。带能量回馈的机型在电池充放电、电机测试、储能变流器测试中用得比较多。

四象限运行与负电压的关系

电压和电流各有正负，组合起来就是四个象限。双极性机型通常能在这四个象限里工作。负电压出现在第三象限和第四象限，两者的区别在于电流方向，也就是能量是往外送还是往里收。判断一台机型是不是真正四象限，要看它在负压状态下能不能同时输出电流和吸收电流。

判断一台机型能否输出负电压

先看铭牌和手册里电压范围的写法。写0到额定值，是单极性；写负额定值到正额定值，是双极性。再看电流范围的写法，如果只标了正向电流，那负压状态下无法吸收能量，带感性负载或者有回馈工况时会出问题。还要看手册里是否标注四象限、是否支持能量回馈、过零切换时间是多少、输出是否浮地。

• 电压范围是否跨越零点
• 电流是否双向可调
• 是否标注四象限工作能力
• 输出浮地时的共模电压上限
• 是否具备能量回馈功能以及回馈效率
• 保护功能是否覆盖反向电压与反向电流
• 过零切换时是否会出现输出中断

双极性机型的应用场合

选型时要看的参数

电压范围要覆盖负载的极限值，包括反向电压的幅值。电流范围要覆盖回馈工况下的电流，不能只按正向电流选。功率要按最大电压乘最大电流考虑，四象限运行时正负两侧都要留出余量。动态参数方面看电压上升时间、过零切换时间、带容性负载和感性负载时的稳定性。通信接口常见的有RS485配Modbus、CAN、以太网和SCPI，自动化测试线上还要看接口是否齐全。冷却方式分风冷和液冷，大功率机型要结合现场环境确定。回馈型机型还要看输入侧的功率因数和电流谐波。

山东运电气有限公司的双极性机型

山东运电气有限公司在双向直流电源、回馈式直流电子负载、双极性直流电源等产品上有供货能力，输出浮地与四象限机型都可以选，电压电流规格覆盖多个区间，能够按负载特性和测试流程做定制，通信接口和保护逻辑也可以按现场要求配置。产品价格与功率等级、电压电流范围、回馈方式、接口配置相关，具体报价可查看网页上留的联系电话进行沟通。