高中物理 第3章 恒定電流 第1節(jié) 電流 電源素材 魯科版選修3-1（通用）

電源 電源是將其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。 電源自“磁生電”原理，由水力、風(fēng)力、海潮、水壩水壓差、太陽能等可再生能源，及燒煤炭、油渣等產(chǎn)生電力來源。常見的電源是干電池（直流電）與家用的110V-220V 交流電源。電源概述：發(fā)電機(jī)能把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，干電池能把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。發(fā)電機(jī)、電池本身并不帶電，它的兩極分別有正負(fù)電荷，由正負(fù)電荷產(chǎn)生電壓（電流是電荷在電壓的作用下定向移動(dòng)而形成的），電荷導(dǎo)體里本來就有，要產(chǎn)生電流只需要加上電壓即可，當(dāng)電池兩極接上導(dǎo)體時(shí)為了產(chǎn)生電流而把正負(fù)電荷釋放出去，當(dāng)電荷散盡時(shí)，也就荷盡流（壓）消了。干電池等叫做電源。通過變壓器和整流器，把交流電變成直流電的裝置叫做整流電源。能提供信號(hào)的電子設(shè)備叫做信號(hào)源。晶體三極管能把前面送來的信號(hào)加以放大，又把放大了的信號(hào)傳送到后面的電路中去。晶體三極管對(duì)后面的電路來說，也可以看做是信號(hào)源。整流電源、信號(hào)源有時(shí)也叫做電源。電源是向電子設(shè)備提供功率的裝置，也稱電源供應(yīng)器，它提供計(jì)算機(jī)中所有部件所需要的電能。電源功率的大小，電流和電壓是否穩(wěn)定，將直接影響計(jì)算機(jī)的工作性能和使用壽命。計(jì)算機(jī)電源是一種安裝在主機(jī)箱內(nèi)的封閉式獨(dú)立部件，它的作用是將交流電通過一個(gè)開關(guān)電源變壓器換為5V，-5V，+12V，-12V，+3.3V等穩(wěn)定的直流電，以供應(yīng)主機(jī)箱內(nèi)系統(tǒng)版，軟盤，硬盤驅(qū)動(dòng)及各種適配器擴(kuò)展卡等系統(tǒng)部件使用。通俗來講就是，一個(gè)電源壞了，另一個(gè)備份電源代替其供電?？梢酝ㄟ^為節(jié)點(diǎn)和磁盤提供電池后援來增強(qiáng)硬件的可用性。HP 支持的不間斷電源（UPS），如 HP PowerTrust，可提防瞬間掉電。磁盤與供電電路的連接方式應(yīng)使鏡像副本分別連接到不同的電源上。根磁盤與其相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)應(yīng)由同一電源電路供電。特別是，群集鎖磁盤（當(dāng)重組群集時(shí)用作仲裁器）應(yīng)該有冗余電源，或者，它能由群集中節(jié)點(diǎn)之外的電源供電。HP 代表可提供關(guān)于群集的電源、磁盤和 LAN 硬件布局方面的詳細(xì)信息。目前許多磁盤陣列和其他架裝系統(tǒng)含有多個(gè)電源輸入，它們應(yīng)部署為設(shè)備上的不同電源輸入連接到帶有兩個(gè)或三個(gè)電源輸入的獨(dú)立電路設(shè)備上，這樣，一般情況下，只要出現(xiàn)故障的電路不超過一個(gè)，系統(tǒng)就能繼續(xù)正常運(yùn)行。因此，如果群集中的所有硬件有2個(gè)或3個(gè)電源輸入，則要求至少有三個(gè)獨(dú)立的電路，以確保群集的電路設(shè)計(jì)中沒有單點(diǎn)故障。工作原理，開關(guān)電源的工作過程相當(dāng)容易理解，在線性電源中，讓功率晶體管工作在線性模式，與線性電源不同的是，PWM開關(guān)電源是讓功率晶體管工作在導(dǎo)通和關(guān)斷的狀態(tài)，在這兩種狀態(tài)中，加在功率晶體管上的伏-安乘積是很小的（在導(dǎo)通時(shí)，電壓低，電流大；關(guān)斷時(shí)，電壓高，電流?。?功率器件上的伏安乘積就是功率半導(dǎo)體器件上所產(chǎn)生的損耗。與線性電源相比，PWM開關(guān)電源更為有效的工作過程是通過“斬波”，即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來實(shí)現(xiàn)的。 脈沖的占空比由開關(guān)電源的控制器來調(diào)節(jié)。一旦輸入電壓被斬成交流方波，其幅值就可以通過變壓器來升高或降低。通過增加變壓器的二次繞組數(shù)就可以增加輸出的電壓值。最后這些交流波形經(jīng)過整流濾波后就得到直流輸出電壓?？刂破鞯闹饕康氖潜３州敵鲭妷悍€(wěn)定，其工作過程與線性形式的控制器很類似。也就是說控制器的功能塊、電壓參考和誤差放大器，可以設(shè)計(jì)成與線性調(diào)節(jié)器相同。他們的不同之處在于，誤差放大器的輸出（誤差電壓）在驅(qū)動(dòng)功率管之前要經(jīng)過一個(gè)電壓/脈沖寬度轉(zhuǎn)換單元。開關(guān)電源有兩種主要的工作方式：正激式變換和升壓式變換。盡管它們各部分的布置差別很小，但是工作過程相差很大，在特定的應(yīng)用場(chǎng)合下各有優(yōu)點(diǎn)。