直流电源及设计

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1、直流电源的概念能使电路中形成恒定电流的装置，如干电池、蓄电池、直流发电机等，称为直流电源。直流电源有正负两个电极，正极的电势高，负极的电势低；当两个电极与电路连通后，直流电源能维持两个电极Z间的恒定电势差，从而在外电路中形成由正极到负极的恒定电流。要使直流电源两极间的电势差保持恒定必须使在外电路中由正极流到负极的正电荷，在电源内部逆着电场力的方向，山负极返回到正极去。这个过程不能靠静电力，只能靠某种与静电力方向相反的“非静电力”来实现。因此，电源就是一种提供非静电力的装置，通过非静电力做功，把非电能转化为

2、正负电极之间的电势能。表征电源特征的重要物理量有两个：一个是电源电动势E,另一个是电源的内电阻（简称内阻）rOo直流电源的类型很多，不同类型的直流电源，非静电力的性质不同，能量转换的过程也不同。例如，在化学电池中，非静电力來自与离子的溶解和沉积过程相联系的化学作用，化学电池放电时，化学能转化为电能和电路中的内能。在直流发电机中，非静电力来自电磁感应作用，直流发电机供电吋，机械能转化为电能和电路中的内能。直流电源的分类：直流稳定电源按习惯可分为化学电源，线性稳定电源和开关型稳定电源，它们乂分别貝有各种不同类

3、型：化学电源：我们平常所用的干电池、铅酸蓄电池、線镉、镰氢、锂离子电池均属于这一类，各冇英优缺点。随着科学技术的发展，乂产生了智能化电池;在充电电池材料方面，美国研制人员发现猛的一种碘化物，用它可以制造出便宜、小巧、放电时间长，多次充电后仍保持性能良好的环保型充电电池。线性稳定电源:线性稳定电源冇一个共同的特点就是它的功率器件调整管工作在线性区，靠调整管Z间的电压降来稳定输出。山于调整管静态损耗大，需要安装一个很人的散热器给它散热。而11山于变压器工作在工频（50Hz）上,所以重量较大。该类电源优点是稳定

4、性髙,纹波小，可靠性成，易做成多路，输出连续可调的成站。缺点是体积大、较笨重、效率相对较低。这类稳定电源乂冇很多种,从输出性质可分为稳压电源和稳流电源及集稳压、稳流于一•身的稳压稳流（双稳）电源。从输出值来看可分定点输出电源、波段开关调整式和电位器连续可调式儿种。从输出指示上可分指针指示型和数字显示式型等等。开关型宜流稳用电源:与线性稳压电源不同的一类稳电源就是开关型肓流稳压电源，它的电路型式主要有单端反激式,单端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。它和线性电源的根本区别在于它变压器不工作在工频而是工作在几十

5、千赫兹到几兆赫兹。功能管不是工作在饱和及截止区即开关状态;开关电源因此而得名。开关电源的优点是体积小,重量轻，稳定可靠;缺点相对于线性电源来说纹波较人(一般<1%V0(P-P),好的可做到十儿mV(P-P)或更小)。它的功率可自儿瓦一儿千瓦均有产品。价位为3元一I-几万元/瓦,下面就一般习惯分类介绍几种开关电源：①、AC/DC电源该类电源也称一次电源，它n电网取得能量，经过高压整流滤波得到一个肓流高压，供DC/DC变换器在输出端获得一个或儿个稳定的直流电压，功率从儿瓦一儿千瓦均有产品，川于不同场合。属此类

6、产品的规格型号繁多，据用户需要而定通信电源屮的一次电源(AC220输入,DC48V或24V输出)也屈此类.②、DC/DC电源在通信系统屮也称二次电源，它是由一次电源或直流电池纽•提供一个直流输入电压，经DC/DC变换以后在输出端获一个或几个胃流电压。③、通信电源通信电源其实质上就是DC/DC变换器式电源，只是它一般以直流一48V或一24V供电,并川后备电池作DC供电的备份，将DC的供电电压变换成电路的工作电压，一般它乂分中央供电、分层供电和单板供电三种,以示者可靠性最高。④、电台电源电台电源输入AC220

7、V/110V,输出DC13.8V,功率由所供电台功率而定，几安几百安均有产品.为防止AC电网断电影响电台工作,而需要有电池组作为备份，所以此类电源除输出一个13.8V肓流电压外,还具有对电池充电自动转换功能。⑤、模块电源随着科学技术飞速发展,对电源可靠性、容量/体积比要求越来越高，模块电源越来越显示其优越性，它工作频率高、体积小、可靠性高,便于安装和组合扩容，所以越来越被广泛采用。目前,目前国内虽有相应模块生产，但因生产工艺未能赶上国际水平，故障率较高。DC/DC模块电源目前虽然成本较高，但从产品的漫长的

8、应用周期的整体成本来看,特别是因系统故障而导致的高昂的维修成本及商誉损失来看，选用该电源模块述是合算合算的，在此还值得一提的是罗氏变换器电路，它的突出优点是电路结构简单,效率高和输出电压、电流的纹波值接近于零。人小和方向都不随时间变化的电流。又称恒定电流。所通过的电路称肓流电路，是由肓流电源和电阻构成的闭合导电回路。在该电路中，形成恒定的电场，在电源外，正电荷经电阻从高电势处流向低电势处，在电源内，靠电源的非静电力的作用，克服