电源技术概要

电源系统的分类_电源技术概要㈠
前言: 电源是所有电器中都必须具备的重要部分, 而且电源也是电器系统中承载功 率最大的环节,因此对电源技术的研究始终都是电子电路研究的核心课题。我们试图在 本站,通过一系列图文并茂的文章,通俗地讲述电源技术中最为重要的内容,提供给电 器设计人员和维修人员参考。
一、 电源系统的类型:
1、按输出特性分类:
一般来说,电器系统中的电源,其任务就是为电器系统中的各种电路提供电能。由 于电路的类型各易、功能有别,因此对电源供给也有不同的要求。这就给电源输出提出 了各种各样的要求:
①恒压电源:又叫稳压电源,要求输出电压值固定,不随负载、输入电压等外部工 作条件而变化。同时对电源的最大输出电流、最大输出功率、工作效率、输出电压稳定 度(漂移)、纹波系数、电磁兼容 EMC 特性、温度效应、噪声、阻抗特性等都有特定的 要求。
此类电源的应用最广,绝大多数的电子电路都需要电压稳定的电能供给, 以至于很 多人认为电源就是指稳压电源。
②恒流电源:要求能够在一定的负载变化范围内,提供稳定的电流输出。同时对最 高输出电压、最大输出功率、工作效率、输出电压稳定度(漂移)、纹波系数、电磁兼 容 EMC 特性、温度效应、噪声、阻抗特性等都有特定的要求。
此类电源一般只应用在一些特殊的场合,比如:电池充电电路。恒流电源还有一个 比较特殊的用处,由于恒流电源具有极高的交流阻抗(理论值为∞)特性,因此在信号 放大系统中也常常用它来作为交流负载,即可以获得足够大的交流增益,还可以靠它为 放大电路提供电能。
③综合电源:一些特殊的应用,要求电源在不同的时候呈现恒压或恒流的特性。比 如一些比较高级的电池充电器电源,在刚开始的时候采用恒流方式给电池充电,当充电 接近完成时,自动转换成为恒压方式充电。
2、按输入输出电量类型分类:
我们最容易获得的,而且是最廉价的电能是 220V 工频的交流电,因此多数的电器 都被设计成为能够使用这种交流电;一些便携式电器设备,如移动电话,笔记本电脑等, 为了移动方便,使用了电池供电,电池的输出是低压直流电。但是,电器中几乎全部的 电子电路,都只能在特定电压的直流供电状态下工作。因此,这就带来了交流电(AC) 与直流电(DC)之间的转化问题,以及交流电压、直流电压的高低变换问题,于是我们 按照电源的输入输出电量类型关系,可以把电源分为以下类型:
2-氯-5-甲基吡啶①普通电源(AC/DC):输入非稳定的 220V 工频交流电,输出为较低电压的稳定直 流电。
②直流变换器(DC/DC):输入非稳定的直流电,输出为稳定的更高电压,或者更 低电压的直流电。 ③交流逆变器(DC/AC):输入非稳定的直流电,输出稳定的 220V 工频交流电。此 类电源常用在交通工具上,用来使蓄电池对常规电器设备(电视、录象机等)供电。 ④交流稳压器(AC/AC):输入非稳定的 220V 工频交流电,输出稳定 220V 工频交 流电。 ⑤组合电源:以上类型电源的组合。 比如应急电源 UPS 就是 AC/DC 电源与 DC/AC 电 源的组合。 3、按电源主回路的联接方式分类:
编织袋折边器无论是什么类型的电源, 都是通过某种方式对输出端的电压或者电流进行特定的操 作。比如 DC/DC 是对输出电压的幅度进行调整,其实稳压的过程实质也是调整输出电压 值,通过电压反馈的方式调整输出电压,使其稳定在某一个数值上。而“调整”最终都 需要由调整器件来完成。
电源主回路的联接关系,实际上就是:输入端、调整器件、负载(输出端)三者的 联接关系。
船用防爆离心风机① 串联式电源:主要特征是调整器件与负载为串联联接,如下图所示。其中,三 极管 VT 为调整器件,RL 为负载。
②并联式电源:主要特征是调整器件与负载为并联联接,如下图所示。其中,三极 管 VT 为调整器件,RL 为负载,R 为限流电阻。
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4、按调整器件的工作方式分类:
调整器件是通过改变电荷的通过数量,来达到调整或者稳定负载(输出)端电压或 者电流的目的,而调整的方法有两种,一种是限制电流大小的方式,另一种是限制导通 时间的方式:
①模拟方式:通过改变调整器件的阻抗,限制电流大小,从而达到调整目的,由于 调整器件处于连续导电状态,工作于线性模式,因此称为“模拟方式”,也叫模拟电源。
②高速开关方式:通过改变调整器件的导通时间,限制平均电流的大小,从而达到 调整目的, 由于调整器件处于高速通断的开关导电状态, 工作于开关模式, 因此称为“开 关方式”,也叫开关电源。
下图是串联型和并联型开关电源主回路的原理示意,并联型结构,能够得到 Uo> Ui 的升压型 DC/DC 变换;串联型结构,能够得到 Uo<Ui 的降压型 DC/DC 变换。以后我 们将更详细地分析电路的工作原理。
开关电源最大的优点是效率极高,由于调整器件无论处于通电状态(端电压等于 零),还是处于关断状态(电流等于零),都不消耗能量,因此,理论上可以做到 100%
的工作效率,实际也可以达到 80%以上。而模拟电源是绝对达不到如此高的工作效率。 因此开关电源成为现代电子电源的主流发展方向。
5、按调整器件的类型分类:
电源中的调整器件是组成电源系统的关键。 半导体双极型功率三极管(普通功率三 极管)、功率场效应管、可控硅器件、电子真空管、半导体稳压二极管、饱和电感器辉 光放电管等都可以作为电源系统的调整器件,因此可以有以下一些电源的种类: ①双极型半导体电源; ②场效应管电源; ③真空管电源; ④其他类型电源。 在现代电源系统中,前面两类为主流类型。 此外还有许多的分类方法,如:反馈型与参数型、稳定输出型与非稳定输出型、标 准输出波形(指 AC 输出)与非标准波形电源、隔离与非隔离型电源,等等,将在后面的 文章中分别介绍。
十字花封控电源系统中的单元电路_电源技术概要㈡
在《电源技术概要㈠》中,我们介绍了电器系统中使用的各式各样的电源。使我们 感到要深入研究,或者全面掌握电源技术似乎比较困难。其实我们可以换一个思路,尽 管电源的类别很多,但是各数类型的电源,都可以看成是由一些功能模块(或者称为单 元电路,下同)组合而成,而这些组成电源的功能模块其实数量并不多,只要清楚了这 些单元电路的工作原理和结构特征,就很容易全面掌握电源技术要领。本节将首先简要 说明这些单元电路的基本作用、基本原理。更详细的细节知识,设计要求,以及如何通 过这些单元电路组成我们需要的电源系统,等等问题将在后面的文章中专门探讨。
二、电源系统基本单元电路介绍
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1、 整流与滤波电路(AC/DC)
整流电路的作用就是将极性双向变化的交流电或者双向脉冲电, 转变成为单向脉冲 电,单向脉冲电再经过滤波电路的积分作用就成为直流电。因此整流和滤波电路的共同 作用,才能完成了交流电到直流电的转化。
普通二极管的单向导电性,是构成基本整流电路的基础。以下是三种二极管整流电 路原理图,它们分别是:半波整流、全波整流、桥式整流。
二极管的参数(型号)依工作电压和最大输出功率确定,如果所整流的对象是非 50HZ 交流电或者是非正弦波脉冲,还需要考虑二极管的频率特性(开关特性)。
下图是一种可以同时输出两种电压的特殊整流电路, 此电路常常使用在需要适应两 种不同标准(美国标准 110V,中国标准 220V)工频电压的电器中。
还可以通过多级倍压的方法获得更高的整流输出直流电压,如下图所示:
此外,也可以使用可控硅器件,构成输出电压连续可调的整流电路。

本文发布于:2024-09-22 20:32:16,感谢您对本站的认可!

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