張朋朋　王丹東　李斌　李志強(qiáng)

摘 要 電源是各種電子、電氣設(shè)備工作的動(dòng)力，是自動(dòng)化部件不可缺少的組成部分。電源設(shè)備廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防設(shè)施及人民生活等各個(gè)方面，是電子設(shè)備和機(jī)電設(shè)備的基礎(chǔ)，它與國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門相關(guān)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛?？梢哉f，凡是涉及電子和電工技術(shù)的一切領(lǐng)域都要用到電源設(shè)備（或器件），它不僅僅是提供優(yōu)質(zhì)電能，還對科學(xué)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響，從而可以看出電源技術(shù)的研究對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重大意義。

關(guān)鍵詞 電源 線性穩(wěn)定電源 開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源

中圖分類號：TN86 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 電源的分類

直流穩(wěn)定電源按習(xí)慣可分為化學(xué)電源，線性穩(wěn)定電源和開關(guān)型穩(wěn)定電源，它們又分別具有各種不同類型：

1.1 化學(xué)電源

我們平常所用的干電池、鉛酸蓄電池、鎳鎘、鎳氫、鋰離子電池均屬于這一類，各有其優(yōu)缺點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，又產(chǎn)生了智能化電池；在充電電池材料方面，美國研制人員發(fā)現(xiàn)錳的一種碘化物，用它可以制造出便宜、小巧、放電時(shí)間長，多次充電后仍保持性能良好的環(huán)保型充電電池。

1.2 線性穩(wěn)定電源

線性穩(wěn)定電源有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是它的功率器件調(diào)整管工作在線性區(qū)，靠調(diào)整管之間的電壓降來穩(wěn)定輸出。由于調(diào)整管靜態(tài)損耗大，需要安裝一個(gè)很大的散熱器給它散熱，而且由于變壓器工作在工頻（50Hz）上，所以重量較大。

這類電源的優(yōu)點(diǎn)是：（1）電源穩(wěn)定性及負(fù)載穩(wěn)定性較高，可靠性高；（2）輸出紋波電壓?。唬?）瞬態(tài)響應(yīng)速度快；（4）線路結(jié)構(gòu)簡單，便于輸出連續(xù)可調(diào)的成品，也便于維修；（5）沒有開關(guān)干擾。

線性穩(wěn)壓電源的缺點(diǎn)是：（1）功耗大，效率相對較低，一般只有45%；（2）體積大、較笨重、不能微小型化；（3）必須有較大的濾波電容。

造成這些缺點(diǎn)的原因是：（1）調(diào)整管在電源的整個(gè)工作中，一直都工作在晶體管的線性放大區(qū)，調(diào)整管本身的功耗與輸出電流成正比，這樣調(diào)制管本身的功耗就會(huì)隨電源的輸出功率的增大而增大，使調(diào)制管急劇發(fā)熱。為了保證管子能正常工作，除選用功率大的管子外，還必須給管子加上較大的散熱片。（2）線性穩(wěn)壓電源使用了50HZ工頻變壓器，通常，這種變壓器的效率只有80%～90%。這樣不但增加了電源的體積和重量，而且也大大降低了電源的效率。（3）由于線性穩(wěn)壓電源的工作頻率較低，僅為50HZ，所以要降低輸出電壓中紋波電壓的峰峰值，就必須增大濾波電容的容量。

這類穩(wěn)定電源又有很多種，從輸出性質(zhì)可分為穩(wěn)壓電源和穩(wěn)流電源及集穩(wěn)壓、穩(wěn)流于一身的穩(wěn)壓穩(wěn)流（雙穩(wěn)）電源。從輸出值來看可分定點(diǎn)輸出電源、波段開關(guān)調(diào)整式和電位器連續(xù)可調(diào)式幾種。從輸出指示上可分指針指示型和數(shù)字顯示式型等等。

1.3 開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源

與線性穩(wěn)壓電源不同的一類穩(wěn)電源就是開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源，它的電路型式主要有單端反激式，單端正激式、半橋式、推挽式和全橋式。它和線性電源的根本區(qū)別在于它變壓器不工作在工頻而是工作在幾十千赫茲到幾兆赫茲。功能管不是工作在飽和及截止區(qū)即開關(guān)狀態(tài)；開關(guān)電源因此而得名。

開關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)是：（1）體積小，重量輕；（2）功耗小，效率高；（3）穩(wěn)壓范圍寬；（4）濾波的效率大為提高，使濾波電容的容量和體積大為減?。唬?）電路形式靈活多樣，能設(shè)計(jì)出滿足應(yīng)用于不同場合的穩(wěn)壓電源。開關(guān)電源相對于線性電源來說紋波較大（一般≤1%VO（P-P），功率調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，它產(chǎn)生的交流電壓和電流會(huì)通過電路中的其他元器件產(chǎn)生尖峰干擾和諧振干擾。

2 電壓的相關(guān)數(shù)值

2.1 負(fù)載變化對輸出電壓影響

（1）負(fù)載調(diào)整率（也稱電流調(diào)整率）

在交流電源額定電壓條件下，負(fù)載電流從零變化到最大時(shí)，輸出電壓的最大相對變化，用百分?jǐn)?shù)表示：

= ？100 / 100

（2）輸出電阻（也稱內(nèi)阻）

在額定輸出電壓條件下，負(fù)載電流變化引起輸出電壓的變化，則輸出電阻為：

= | |

2.2 穩(wěn)壓系數(shù)

穩(wěn)壓系數(shù)有絕對穩(wěn)壓系數(shù)和相對穩(wěn)壓系數(shù)兩種。絕對穩(wěn)壓系數(shù)表示負(fù)載不變而輸入交流電壓變化時(shí)，穩(wěn)壓電源輸出直流電壓變化量與輸入交流電壓變化量之比，即：

=

它表示輸入交流電壓變化時(shí)，引起的輸出電壓變化量。絕對穩(wěn)壓系數(shù)值越小越好。越小說明同一引起的越小，輸出電壓就越穩(wěn)定。這種表示方法在工程中常常用到。相對穩(wěn)壓系數(shù)表示負(fù)載不變時(shí)，穩(wěn)壓電源輸出直流電壓的相對變化量 / 與輸入交流電壓的相對變化量/之比：

=

電壓調(diào)整率表示負(fù)載電流為額定值時(shí)輸入交流電壓在額定值上下變化 ？10%時(shí)，穩(wěn)壓電源輸出電壓的相對變化量（百分?jǐn)?shù)）：

= ？100 / 100

一般直流穩(wěn)壓電源的電壓調(diào)整率為1%、0.1%、0.01%等。有時(shí)也可用絕對值表示。

2.3 電壓調(diào)整率

輸入電壓相對變化為？0%時(shí)的輸出電壓相對變化量，穩(wěn)壓系數(shù)和電壓調(diào)整率均說明輸入電壓變化對輸出電壓的影響，因此只需測試其中之一即可。

2.4 輸出電阻及電流調(diào)整率

輸出電阻與放大器的輸出電阻相同，其值為當(dāng)輸入電壓不變時(shí)，輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比的絕對值。電流調(diào)整率：輸出電流從0變到最大值時(shí)所產(chǎn)生的輸出電壓相對變化值。

2.5 紋波電壓

（1）最大紋波電壓。在額定輸出電壓和額定輸出電流條件下，輸出紋波電壓的絕對值大小，通常以峰值或有效值表示。

（2）紋波系數(shù)。在額定輸出電壓和額定輸出電流條件下，輸出紋波電壓的有效值Urma與輸出直流電壓之比，即：

= ？100 / 100

總結(jié)：電源廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防設(shè)施等各個(gè)方面，與人們生活息息相關(guān)。因此，基于電源的重要性，對其進(jìn)行的分析是具有現(xiàn)實(shí)意義的。

參考文獻(xiàn)

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