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| 直流高壓電源的工作原理、應用及前景 |
| 時間：2021-02-23 15:57:40 點擊： 次 |
| 一、直流高壓電源的工作原理 直流穩(wěn)壓電源是一種將220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置，它需要經(jīng)過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個環(huán)節(jié)才能完成。 四個環(huán)節(jié)的工作原理如下： (1)直流高壓電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。 (2)直流電源整流濾波電路：整流電路將交流電壓Ui變換成脈動的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓U1。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。 (3)直流電源濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓各濾波電容C滿足RL-C=(3~5)T/2，或中T為輸入交流信號周期，RL為整流濾波電路的等效負載電阻。 (4)直流電源穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負載的變化而變化。常用的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器。常用可調(diào)式正壓集成穩(wěn)壓器有CW317(LM317)系列，它們的輸出電壓從1.25V-37伏可調(diào)，最簡的電路外接元件只需一個固定電阻和一只電位器。其芯片內(nèi)有過渡、過熱和安全工作區(qū)保護，最大輸出電流為1.5A。其典型電路如下圖，其中電阻R1與電位器R2組成輸出電壓調(diào)節(jié)器，輸出電壓Uo的表達式為：Uo=1.25(1+R2/R1)式中R1一般取120-240歐姆，輸出端與調(diào)整端的壓差為穩(wěn)壓器的基準電壓(典型值為1.25V)。 二、直流穩(wěn)壓電源的應用 直流穩(wěn)壓電源是電子技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的設(shè)備，常見的直流穩(wěn)壓電源，大都采用串聯(lián)式反饋式穩(wěn)壓原理，通過調(diào)整輸出端取樣電阻支路中的電位器來調(diào)整輸出電壓。由于電位器阻值變化的非線性和調(diào)整范圍窄，使普通直流穩(wěn)壓電源難以實現(xiàn)輸出電壓的精確調(diào)整。 三、直流穩(wěn)壓電源的前景 近幾年隨著科技的發(fā)展，直流穩(wěn)壓電源的工作頻率有原來的幾十千赫發(fā)展到現(xiàn)在的幾百千，但是和西方的發(fā)達國家還是有一定的差距;以美國為首的幾個發(fā)達國家在這方面的研究已經(jīng)轉(zhuǎn)向高頻下電源的拓撲理論、工作原理、建模分析等等方面技術(shù)領(lǐng)先;因此，直流穩(wěn)壓電源的研制及應用在此方面與之也從在很大的差距。量值上近似地等于電源兩極間的電位差或電壓。 為了取得較高的直流電壓，常將直流電源串聯(lián)使用，這時總電動勢為各電源的電動勢之和，總內(nèi)阻也為各電源內(nèi)電阻之和。由于內(nèi)阻增大，一般只能用于所需電流強度較小的電路。為了取得較大的電流強度，可以將等電動勢的直流電源并聯(lián)使用，這時總電動勢即為單個電源的電動勢，總內(nèi)阻為各電源內(nèi)電阻的并聯(lián)值。 直流電源的類型很多，不同類型的直流電源中，非靜電力的性質(zhì)不同，能量轉(zhuǎn)換的過程也不同。在化學電池（例如干電池、蓄電池等）中，非靜電力是與離子的溶解和沉積過程相聯(lián)系的化學作用,化學電池放電時,化學能轉(zhuǎn)化為電能和焦耳熱在溫差電源（例如金屬溫差電偶、半導體溫差電偶）中，非靜電力是與溫度差和電子的濃度差相聯(lián)系的擴散作用，溫差電源向外電路提供功率時，熱能部分地轉(zhuǎn)化為電能。在直流發(fā)電機中,非靜電力是電磁感應作用,直流發(fā)電機供電時，機械能轉(zhuǎn)化為電能與焦耳熱。在光電池中，非靜電力是光生伏打效應的作用，光電池供電時，光能轉(zhuǎn)化為電能和焦耳熱。 |
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