电源技术入门基础知识

开心

电源技术入门基础知识

前言

电，这个美妙的东西，自古至今就贯穿在人类的历史当中。从亘古时候雷电劈在森林当中造成火灾烧熟了动物的尸体自此人类爱上熟食的味道，到故宫上建筑的避雷针，再到后来特斯拉和爱迪生分别发明了交流电和直流电。人类在很长的时间内都在围绕着如何对抗电，防止电的危害，如何利用电这几个有关于电的问题上做出深入的研究。

话不多说，开始进人正题，电在所研究电压上分为强电，弱电。

强电：指电工领域的电力部分，特点是功率大、电流大、频率低，主要研究是如何考虑损耗小、效率高的问题，在这里我们来个强电自定义：电压对地有效电压不超过220V（可能与国际标准不一致，这里定义是为了好研究）。

弱电：指直流电，或者说对地有效值不超过220V电压的交流电，主要研究是我国电网家庭电表入户后的供电问题。

这里只谈论弱电问题，这样我们就可以来定义一些概念了。


电源的定义

电源是将一次电源通过变换技术，转换为合适用电器需要的二次电源的装置或者仪器。

一次电源：指电路的能量来源。

二次电源：指合适使用的电压电流频率等参数的输出。

变换技术：指各种电源电路结构。

合适用电器需要：电源电路的输出参数。（电压、电流、功率、频率等要求）

电源的分类

按变换过程分

AC-DC：整流电源、直流稳压电源、常见的电源适配器等

AC-AC：交流稳压电源、交流调压器、变频电源、净化电源等

DC-AC：逆变电源、交流电机驱动器、

DC-DC：线性稳压器

DC-AC-DC：升压电源、开关电源、开关电容电源、

AC-DC-AC：变频驱动器等

注：AC：正余弦交流电 DC：直流电


按照电源的用途分

通信电源：实质上就是DC/DC变换器式电源，只是它一般以直流-48V或-24V供电，并用后备电池作DC供电的备份，将DC的供电电压变换成电路的工作电压。

LED驱动电源：恒流输出，用于控制LED灯的亮度恒定。

电池充电器：例如三段式恒流恒压电池充电器、给超级电容充电用的充电电源等。

应急电源：整合电池充电器、电池、逆变器或DC/DC稳压器等电路，在市电停电时候临时使用。

特种电源：电源的技术指标要求不同于常用的电源，其主要是输出电压特别高，输出电流特别大，或者对稳定度、动态响应及纹波要求特别高，或者要求电源输出的电压或电流是脉冲或其它一些要求。这就使得在设计及生产此类电源时有比普通电源更特殊甚至更严格的要求。例如：高电压小电流电源、大电流电源、400Hz输入的AC/DC电源、脉冲电源、本质安全电源、防爆电源、安全电源（一种低信号泄露的电源）等

拓展：各种电机调速执行器、温度控制器、灯光亮度控制器、变频控制器等都可视为电源。

直流稳压电源的分类

线性稳压器（LDO）

线性稳压器又可以分为：

串联型线性稳压

并联型线性稳压：负载并联在反向击穿的稳压二极管上。

开关电源

非隔离式：降压型Buck 、升压型 Boost 、极性反转（负压型）Buck-Boost

隔离式：中间有变压器隔开。

： 反激变换器FlayBack

：正激变换器Forword

：推挽变换器Push-Pull

：半桥变换器Half-Bridge

：全桥变换器哦Full-Bridge

开关电容变换器（也称电荷泵）

降压型

升压型

负压型

特点：输出电流较小

电源技术指标

1、输入技术指标

输入相数

:单相两线制（火线和零线）家居中两脚插座

:单相三线制（火线、零线、地线）家具中的三角插座

:三相三线制（三根火线，U线、V线、W线）相位两两之间相差120°

:三相四线制（三火线，一根零线）

拓展：相电压：一根火线跟零线的电势差 ； 线电压：任意两根火线之间的电势差

额定输入电压和电压变换范围：我国市电单相220V±10%，三相线电压380V。

频率：电源输入电压下限值，输出功率上限值时候的输入电流。

冲击电流：当输入电压按规定的时间间隔通断时，输入电流达到稳定状态之前所通过的最大瞬时电流。

漏电流：流经输入侧地线的电流。在开关稳压电源中，主要是通过输入EMI滤波器旁路电容（Y电容）的漏泄电流。漏电流过大可能引发触电危险或漏电开关跳闸。一般规定为0.5~1mA。

效率

2、输出技术指标

额定输出电压

额定输出电流

负载调整率：负载变换引起输出电压变化的相对变化量，计算公式：负载调整率=|（空载电压-满载电压）|/满载电压

电压调整率：电源在满载时，其输出电压因为输入电压波动而引起的变化。

输出纹波：叠加在直流电上的交流分量，用峰峰值表示

测量方法：1、用示波器交流耦合输入，在20MH带宽下和较慢扫描速率下读取或者估计噪声电压的峰峰值。 2、用响应频率较高的电压表来测量交流电压值。

线性电源和开关电源的各自的缺点

孙德林

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