直流電源基礎(chǔ)知識(shí)解析

基本原理

單靠水位高低之差不能維持穩(wěn)恒的水流，而借助于水泵持續(xù)地把水由低處送往高處就能維持一定的水位差而形成穩(wěn)恒的水流。與此類似，單靠電荷所產(chǎn)生的靜電場(chǎng)不能維持穩(wěn)恒的電流，而借助于直流電源，就可以利用非靜電作用（簡(jiǎn)稱為“非靜電力”）使正電荷由電位較低的負(fù)極處經(jīng)電源內(nèi)部返回到電位較高的正極處，以維持兩個(gè)電極之間的電位差，從而形成穩(wěn)恒的電流。240V高壓直流供電系統(tǒng)具有明顯技術(shù)優(yōu)勢(shì)和價(jià)格優(yōu)勢(shì)，且能在沿用現(xiàn)有的IT設(shè)備的前提下推廣使用，因此得到了各級(jí)部門(mén)的廣泛重視和支持。

直流電源中的非靜電力是由負(fù)極指向正極的。當(dāng)直流電源與外電路接通后，在電源外部（外電路），由于電場(chǎng)力的推動(dòng)，形成由正極到負(fù)極的電流。而在電源內(nèi)部（內(nèi)電路），非靜電力的作用則使電流由負(fù)極流到正極，從而使電荷的流動(dòng)形成閉合的循環(huán)。

表現(xiàn)電源本身的一個(gè)重要特征量是電源的電動(dòng)勢(shì)，它等于單位正電荷從負(fù)極通過(guò)電源內(nèi)部移到正極時(shí)非靜電力所作的功。

當(dāng)電源的內(nèi)電阻可以忽略不計(jì)時(shí)，可以認(rèn)為電源的電動(dòng)勢(shì)在量值上近似地等于電源兩極間的電位差或電壓。

檢查電路穩(wěn)定度

電路穩(wěn)定度需要根據(jù)實(shí)際電路的要求來(lái)確定，如果穩(wěn)定度不夠，可以適當(dāng)增加R1和UI，還可以選擇動(dòng)態(tài)電阻r比較小的穩(wěn)壓管。

元件選擇

這個(gè)電路選擇元件的步驟與硅穩(wěn)壓管并聯(lián)穩(wěn)壓電路類似，主要從下面幾個(gè)方面考慮。

(1)初選調(diào)整管T1和穩(wěn)壓管D1

選擇調(diào)整管T1時(shí)，主要考慮其額定電流ICM要大于輸出電流IO，以保證負(fù)載開(kāi)路時(shí)調(diào)整管不會(huì)因?yàn)殡娏鬟^(guò)大而損壞。另外，為了保證調(diào)整管有良好的調(diào)整作用，還要求β值大、漏電流小。

選擇穩(wěn)壓管D1時(shí)，主要考慮其穩(wěn)定電壓與T1發(fā)射結(jié)電壓之和要等于輸出電壓。

(2)選定輸入電壓

為保證穩(wěn)壓電源的效率，輸入電壓一般不要選擇過(guò)高，以不超過(guò)2 UI為宜。

(3)選定限流電阻R2

對(duì)于并聯(lián)穩(wěn)壓電路而言，限流電阻R2是整個(gè)電路工作好壞的關(guān)鍵。R2選擇大，穩(wěn)壓效果較好，但功耗大(因?yàn)殡娮韫腜=I2R)，同時(shí)要求輸入電壓增大，電源的效率就比較低。具體計(jì)算方法可參考硅穩(wěn)壓管并聯(lián)穩(wěn)壓電路元件選擇的第三步。

(4)檢查電路穩(wěn)定度

整個(gè)電路的穩(wěn)定度需要根據(jù)實(shí)際電路的要求來(lái)確定，如果穩(wěn)定度不夠，可以適當(dāng)增加R1和UI，還可以選擇β值較大、漏電流較小的調(diào)整管。

開(kāi)關(guān)管集電極和輸出二極管正極引線上串接可飽和磁芯線圈或微晶磁

當(dāng)吸收回路上的電壓超過(guò)一定幅度時(shí)，各器件迅速導(dǎo)通，從而將浪涌能量泄放掉，同時(shí)將浪涌電壓限制在一定的幅度。在開(kāi)關(guān)管集電極和輸出二極管的正極引線上串接 可飽和磁芯線圈或微晶磁珠，材質(zhì)一般為鈷(Co)，當(dāng)通過(guò)正常電流時(shí)磁芯飽和，電感量很小。整流電路的輸出電壓不是純粹的直流，從示波器觀察整流電路的輸出，與直流相差很大，波形中含有較大的脈動(dòng)成分，稱為紋波。一旦電流要反向流過(guò)時(shí)，它將產(chǎn)生很大的反電勢(shì)，這樣就能有效地 抑制二極管VD的反向浪涌電流。