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图解电源--BG2VO(一)
发表日期:2010-07-09 11:40:13 来源:www.38hot.net 作者:LYMEX 【 】 浏览:10115次 评论:0
电源是最常用的电器,作用是把220V交流转变成需要的直流电,供各种电器使用。除了商品上各种独立的电源外,我们常见的各种适配器、充电器、机箱里用的模块化的(比如计算机用的),都可以认为是电源。 对于动手一族(DIY族),电源不仅是最常用的工具,往往也是DIY的对象。也就是说,电源本身构造相对简单,往往可以DIY。

按照类别,电源可以分成线性电源和开关电源两类。线性电源是先采用工频变压器降压,然后整流滤波,再用线性调整管进行稳压的方式,性能可以做得比较好。开关电源是先整流滤波,然后高频振荡,再变压,再整流滤波。由于初始滤波电容电压比较高,因此比能量比较大所以体积比较小,更因为高频振荡频率比工频高得多,因此变压器的体积和重量大大减少,再加上可以采用PWM反馈调节的方式,使得开关电源的效率很高,因此也不需要大体积的散热片,这样,开关电源的体积、重量与同功率的线性电源比大大减少。但是,由于采用高频振荡,其谐波很可能向外发射或通过输出电源和输出电源传到外部,对通讯设备造成干扰。
 
值得注意的是,这种干扰并非是全频段的,而是在一些频率上(主要是谐波)有干扰。同时,由于开关电源频率的不确定性,因此干扰频率也是不确定的,大多是变化的。因此,不能简单的用收音机或者电台检查几个频点没有发现有干扰,就能确定某开关电源对通讯设备没有干扰。正规的检查方法是要用频谱仪。
 
另外,有些电源是固定输出的,有些电源的电压可以在一定范围内可调,还有一些电源可以从0V起调。可调的线性电源要解决好低压输出效率低下的问题,而可调的开关电源要解决大范围占宽比变化的问题。
大部分电源具备输出显示。一般至少有一个电压表,也有的具备电流表,也有的是电压电流可以转换。根据电压、电流表的类型,可以分成模拟显示电源和数字显示电源,前者用模拟表头显示,而后者用数字表显示。数字显示电源有的是3位显示,也有高精度一些用4位表头显示,甚至更高的位数。高分辨的数字显示电源可以很方便的测量各种电器在不同电压下和不同状态下的耗电,或者可以很方便的测量各种元器件的V-I特性曲线,比如二极管、稳压管的正反向特性,FET、VMOS管的转移特性等。
现在有很多数字电源,即不仅电流和电压表是数字的,而且输入也是数字的。当然,并非数字电源一定是开关的,二者是不相干的,因为数字电源也可以是线性的。数字电源的优势是可以精确的设置电压电流值,多组设置值可以存储起来,甚至可以程序控制(程控电源),完成自动时序输出或者自动测量功能。

还有一类电源,本身带有充电功能,而且在交流电停电后,可以自动转为电池输出,这样就实现了不间断电源的功能。等到交流电来电后,会自动想电池充电,充满后保持浮充状态。
 
电源的最主要的特性参数,就是(最大、额定)输出电压、(最大、额定)输出电流、(最大、额定)输出功率。选择时一定要看说明书或者标牌,而不能只看模拟表头的指示范围,因为电压表和电流表必须留有显示余量,比如额定20A的电源往往用30A满度的电流表,所以不能看表头是30A的就认为该电源可以输出30A。电源其它的特性包括输出的准确性、稳定性、纹波和噪音、温度变动特性、电压调整率、负载调整率(输出电阻)等。
本贴余下的内容,就是根据电源的电压、电流和功率之间的关系,描述一下常见的几种类别电源的外部特性,这些电源是:普通电源、保护电源、维修电源、万能电源、象限电源,以便选购和使用时参考。

图:程控数字恒压恒流线性电源,0-32V,0-3A。
00.jpg
普通电源。
普通电源都是电压源,或者叫恒压电源,额定电流就是最大输出电流。
所谓恒压电源,就是说无论输出有无、负载大小,输出电压保持恒定不变。当然,任何“恒定”都是相对的,由于电源都有内阻,因此不可避免输出会随负载增大而少许下降。
有些普通电源的输出电压是可以调节的(旋钮在面板上),或者是可以微调的(有微调孔)。即便不可调的电源,也有可能通过改变内部的电阻等元件实现微调。当然,这样的调节不建议范围过大,尤其是线性电源,调节高了会使得电压余量不足产生大电流消顶现象,调节低了会降低效率、发热严重。
普通电源,如果没有任何保护措施,则随着负载的加重,输出电流可以超过额定电流许多,产生过热甚至烧坏。当输出短路后,瞬间电流也非常大,这样就比较危险,会烧坏外部电器,或者对烧坏电源本身,或者熔断保险。
为了防止过流或短路,有些电源具备限流保护,这样即便输出短路,也可以把电流限制在安全范围内,不仅对电源本身,也对外电路不至于造成过流。但有些电源的限流机制做的不是太好,对于短路保护无效,电流仍然很大。

Daiwa SS-330W,尽管有保护,但短路后电流仍然有15A,因此没有归到保护电源(见下)一类。
 
 
 

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Tags:图解 电源 责任编辑:yanhuo
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