关于电源1

电源的定义

广义定义：电源是将其它形式的能转换成电能的装置。

例如：发电机：将热能、水能、风能、核能、光照、震动等转化为电能的装置。电池：将化学能转换为电能。

狭义定义：电源是将一次电源通过变换技术，转换为适合用电器需要的二次电源的装置或仪器。

一次电源：指电路的能量输入来源。

二次电源：指适合负载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。

适合用电器需要：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

按电源的输出方式分类

直流稳压电源：输出电压稳定。

交流稳压电源：输出电压有效值稳定。例如精密净化交流稳压电源。

直流恒流电源：输出电流恒定。例如LED驱动电源等。

交流恒流电源：输出电流有效值恒定。（应用较少）

按变换过程分类

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

按电源的用途分类（部分举例）

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

按变换方式分

线性稳压器（Linear Regulator）：串联型、并联型。

开关电源（Switching Power Supply）：

非隔离：降压型 Buck，升压型 Boost，极性反转型（负压型）Buck-Boost，

隔离型：反激变换器 FlyBack，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 Full-Bridge

开关电容变换器（Switched-Capacitor Voltage Converters ）

（ Charge Pump，电荷泵）：

降压型Buck Charge Pump，升压型 Boost Charge Pump，负压型Inverting Charge Pump

电源的技术指标

输入技术指标

1、输入相数。单相两线制（火线，零线）；单相三线制（火线，零线，地线）；三相三线制（三根火线，U、V、W相）；三相四线制（三根火线，一根零线）

2、额定输入电压和电压变化范围。我国市电单相220V±10%，三相线电压380V。

3、频率。市电50Hz或60Hz，船舶用400Hz。

4、输入电流。电源输入电压下限值，输出功率上限值时候的输入电流。

5、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。

6、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。

7、效率。当电源输入与输出均为额定值时，输出功率与输入功率的比值。开关电源效率可达60%~90% 。

输出技术指标

1、额定输出电压。输出端子之间的电压标称值。该标称值需规定其精度和纹波系数等。

2、额定输出电流。输出端供给负载的最大平均电流。

3、负载调整率 (LOAD REGULATION)。负载的变化引起输出电压的相对变化量。负载调整率越小，说明电源输出越稳定，质量越好。

测试方法：输入额定电压，用电压表测试电源输出端电压。测试最大和最小负载所得的电压为Uo1和Uo2， 50% 负载所测试的电压为Uo，在标准输入电压条件下测试输出的电压为Uo 电压变化率1=(Uo1-Uo)/Uo 电压变化率2=(Uo2-Uo)/Uo

4、电压调整率(也称电源调整率)。电源在满载时，其输出电压因输入电压波动而引起的变化。

测试方法： 1）设置可调负载装置，使电源满载输出； 2）调节AC SOURCE，使输入电压为下限值，记录对应的输出电压U1； 3）增大输入电压到额定值，记录对应的输出电压U0； 4）调节输入电压为上限值，记录对应的输出电压U2； 5）按下式计算：电压调整率={(U- U0)/U0}×100% 式中：U为U1 和U2中相对U0变化较大的值；

5、输出纹波。出现在输出端的一种与输入频率和开关频率同步的分量，用峰峰值表示。一般开关电源的输出纹波远大于线性稳压电路输出的纹波。测量方法：用示波器交流耦合输入，在较慢扫描速率下，读取或估算噪声电压的峰峰值。在无示波器时，也可用万用表交流档测量直流稳压电源输出端，因万用表频带较低，测得的纹波电压有效值比实际值偏小（有误差），但可大致判断输出纹波大小。