高中物理 第3章 恒定電流 第1節(jié) 電流 電源的常見類型素材 魯科版選修3-1（通用）

電源的常見類型 交流穩(wěn)壓電源，能夠提供一個穩(wěn)定電壓和頻率的電源稱交流穩(wěn)定電源。目前國內(nèi)多數(shù)廠家所做的工作是交流電壓穩(wěn)定。下面結(jié)合市場有的交流穩(wěn)壓電源簡述其分類特點。參數(shù)調(diào)整（諧振）型這類穩(wěn)壓電源，穩(wěn)壓的基本原理是LC串聯(lián)諧振，早期出現(xiàn)的磁飽和型穩(wěn)壓器就屬于這一類。它的優(yōu)點是結(jié)構簡單，無眾多的元器件，可靠性相當高穩(wěn)壓范圍相當寬，抗干擾和抗過載能力強.缺點是能耗大、噪聲大、笨重且造價高。在磁飽和原理的基礎上的發(fā)育進形成的參數(shù)穩(wěn)壓器和我國50年代已流行的“磁放大器調(diào)整型電子交流穩(wěn)壓器”（即614型）均屬此類原理的交流穩(wěn)壓器。自耦（變比）調(diào)整型1、機械調(diào)壓型，即以伺服電機帶動炭刷在自耦變壓器的的繞組滑動面上移動，改變Vo對Vi的比值，以實現(xiàn)輸出電壓的調(diào)整和穩(wěn)定。該種穩(wěn)壓器可以從幾百瓦到幾千瓦。它的特點是結(jié)構簡單，造價低，輸出波形失真小；但由于炭刷滑動接點易產(chǎn)生電火花，造成電刷損壞以至燒毀而失效；且電壓調(diào)整速度慢。2、改變抽頭型，將自耦變壓器做成多個固定抽頭，通過繼電器或可控硅（固態(tài)繼電器）做為開關器10件，自動改變抽頭位置，從而實現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。該種型穩(wěn)壓器優(yōu)點是電路簡單，穩(wěn)壓范圍寬（130V-280V），效率高（95%），價格低。而缺點是穩(wěn)壓精度低（±810%）工作壽命短，它適用于家庭給空調(diào)器供電。大功率補償型凈化型穩(wěn)壓器（含精密型穩(wěn)壓器）它用補償環(huán)節(jié)實現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定，易實現(xiàn)微機控制。它的優(yōu)點是抗干擾性能好，穩(wěn)壓精度高（±1%）、響應快（4060ms）、電路簡單、工作可靠。缺點是：帶計算機，程控交換機等非線性負載時有低頻振蕩現(xiàn)象；輸入側(cè)電流失真度大，源功率因數(shù)較低；輸出電壓對輸入電壓有相移。對抗干擾功能要求較高的單位，在城市里應用為宜，計算機供電時，必須選用計算機總功率的2-3倍左右穩(wěn)壓器來使用。因具有穩(wěn)壓、抗干擾，響應速度快、價格適中等優(yōu)點，所以應用廣泛。開關型交流穩(wěn)壓電源它應用于高頻脈寬調(diào)制技術，與一般開關電源的區(qū)別是它的輸出量必須是與輸入側(cè)同上頻、同相的交流電壓。它的輸出電壓波型有準方波、梯型波、正弦波等，市場上的不間斷電源（UPS）抽掉其中的蓄電源和充電器，就是一臺開關型交流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓性好，控制功能強，易于實現(xiàn)智能化，是非常具有前途的交流穩(wěn)壓電源。但因其電路復雜，價格較高，所以推廣較慢。直流穩(wěn)定電源，按習慣可分為化學電源，線性穩(wěn)定電源和開關型穩(wěn)定電源，它們又分別具有各種不同類型：化學電源平常所用的干電池、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。隨著科學技術的發(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、放電時間長，多次充電后仍保持性能良好的環(huán)保型充電電池。線性穩(wěn)定電源線性穩(wěn)定電源有一個共同的特點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。該類電源優(yōu)點是穩(wěn)定性高，紋波小，可靠性高，易做成多路，輸出連續(xù)可調(diào)的成品。缺點是體積大、較笨重、效率相對較低。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輸出電源、波段開關調(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。開關型直流穩(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就是截止區(qū)即開關狀態(tài)；開關電源因此而得名。開關電源的優(yōu)點是體積小，重量輕，穩(wěn)定可靠；缺點相對于線性電源來說紋波較大（一般1%VO（P-P），好的可做到十幾mV（P-P）或更?。?。它的功率可自幾瓦幾千瓦均有產(chǎn)品。價位為3元十幾萬元/瓦，下面就一般習慣分類介紹幾種開關電源：1、AC/DC電源該類電源也稱一次電源AC是交流，DC是直流，它自電網(wǎng)取得能量，經(jīng)過高壓整流濾波得到一個直流高壓，供DC/DC變換器在輸出端獲得一個或幾個穩(wěn)定的直流電壓，功率從幾瓦幾千瓦均有產(chǎn)品，用于不同場合。屬此類產(chǎn)品的規(guī)格型號繁多，據(jù)用戶需要而定通信電源中的一次電源（AC220輸入，DC48V或24V輸出)也屬此類.2、DC/DC電源在通信系統(tǒng)中也稱二次電源，它是由一次電源或直流電池組提供一個直流輸入電壓，經(jīng)DC/DC變換以后在輸出端獲一個或幾個直流電壓。3、通信電源通信電源其實質(zhì)上就是DC/DC變換器式電源，只是它一般以直流48V或24V供電，并用后備電池作DC供電的備份，將DC的供電電壓變換成電路的工作電壓，一般它又分中央供電、分層供電和單板供電三種，以后者可靠性最高。4、電臺電源電臺電源輸入AC220V/110V，輸出DC13.8V,功率由所供電臺功率而定,幾安幾百安均有產(chǎn)品.為防止AC電網(wǎng)斷電影響電臺工作,而需要有電池組作為備份,所以此類電源除輸出一個13.8V直流電壓外,還具有對電池充電自動轉(zhuǎn)換功能。5、模塊電源隨著科學技術飛速發(fā)展，對電源可靠性、容量/體積比要求越來越高，模塊電源越來越顯示其優(yōu)越性，它工作頻率高、體積小、可靠性高，便于安裝和組合擴容，所以越來越被廣泛采用。目前，目前國內(nèi)雖有相應模塊生產(chǎn)，但因生產(chǎn)工藝未能趕上國際水平，故障率較高。DC/DC模塊電源目前雖然成本較高，但從產(chǎn)品的漫長的應用周期的整體成本來看，特別是因系統(tǒng)故障而導致的高昂的維修成本及商譽損失來看，選用該電源模塊還是合算的，在此還值得一提的是羅氏變換器電路，它的突出優(yōu)點是電路結(jié)構簡單，效率高和輸出電壓、電流的紋波值接近于零。6、特種電源高電壓小電流電源、大電流電源、400Hz輸入的AC/DC電源等，可歸于此類，可根據(jù)特殊需要選用。開關電源的價位一般在2-8元/瓦特殊小功率和大功率電源價格稍高，可達11-13元/瓦。