2022年电源系统 .pdf

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1、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：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

2、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。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

3、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。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：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 4 页 -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

4、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：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。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。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。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。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 4 页 -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

6、。其中，三极管 VT 为调整器件，RL 为负载。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。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：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。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

7、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UoUi 的升压型 DC/DC 变换；串联型结构，能够得到UoUi 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。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 4 页 -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

8、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：双极型半导体电源；场效应管电源；真空管电源；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名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 4 页 -