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。
——作者:E道理电子
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:
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:
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。
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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