原创 一文了解电源及其分类

2020-2-19 18:20 515 0 分类: 电源/新能源
电源分类
(一)普通电源
普通电源可细分为:开关电源、逆变电源、交流稳压电源、直流稳压电源、DC/DC 电源、通信电源、模块电源、变频电源、UPS 电源、EPS 应急电源、净化电源、PC 电源、整流电源、定制电源、加热电源、焊接电源 / 电弧电源、电镀电源、网络电源、电力操作电源、适配器电源、线性电源、电源控制器 / 驱动器、功率电源、其他普通电源、逆变电源、参数电源、调压电源、变压器电源。
(二)特种电源
特种电源可细分为:岸电电源、安防电源、高压电源、医疗电源、军用电源、航空航天电源、激光电源、其他特种电源。
特种电源即特殊种类的电源。所谓特殊主要是由于衡量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有更特殊甚至更严格的要求。特种电源一般是为特殊负载或场合要求而设计的,它的应用十分广泛。主要有:电镀电解、阳极氧化、感应加热、医疗设备、电力操作、电力试验、环保除尘、空气净化、食品灭菌、激光红外、光电显示等。而在国防及军事上,特种电源更有普通电源不可取代的用途,主要用于:雷达导航、高能物理、等离子体物理及核技术研究等。(感觉主要用于军事上)
TI 特种电源
常见类型
电源交流稳压电源
能够提供一个稳定电压和频率的电源称交流稳定电源。国内多数厂家所做的工作是交流电压稳定。下面结合市场有的交流稳压电源简述其分类特点。
参数调整(谐振)型
这类稳压电源,稳压的基本原理是 LC 串联谐振,早期出现的磁饱和型稳压器就属于这一类。它的优点是结构简单,无众多的元器件,可靠性相当高稳压范围相当宽,抗干扰和抗过载能力强。缺点是能耗大、噪声大、笨重且造价高。
在磁饱和原理的基础上的发育进形成的参数稳压器和我国 50 年代已流行的“磁放大器调整型电子交流稳压器”(即 614 型)均属此类原理的交流稳压器。
自耦(变比)调整型
1、机械调压型,即以伺服电机带动炭刷在自耦变压器的的绕组滑动面上移动,改变 Vo 对 Vi 的比值,以实现输出电压的调整和稳定。该种稳压器可以从几百瓦到几千瓦。它的特点是结构简单,造价低,输出波形失真小;但由于炭刷滑动接点易产生电火花,造成电刷损坏以至烧毁而失效;且电压调整速度慢。
2、改变抽头型,将自耦变压器做成多个固定抽头,通过继电器或可控硅(固态继电器)做为开关器 10 件,自动改变抽头位置,从而实现输出电压的稳定。
该种型稳压器优点是电路简单,稳压范围宽(130V-280V),效率高(≥95%),价格低。而缺点是稳压精度低(±8~10%)工作寿命短,它适用于家庭给空调器供电。
大功率补偿型——净化型稳压器(含精密型稳压器)
它用补偿环节实现输出电压的稳定,易实现微机控制。
它的优点是抗干扰性能好,稳压精度高(≤±1%)、响应快(40~60ms)、电路简单、工作可靠。缺点是:带计算机,程控交换机等非线性负载时有低频振荡现象;输入侧电流失真度大,源功率因数较低;输出电压对输入电压有相移。对抗干扰功能要求较高的单位,在城市里应用为宜,计算机供电时,必须选用计算机总功率的 2-3 倍左右稳压器来使用。因具有稳压、抗干扰,响应速度快、价格适中等优点,所以应用广泛。
它应用于高频脉宽调制技术,与一般开关电源的区别是它的输出量必须是与输入侧同上频、同相的交流电压。它的输出电压波型有准方波、梯型波、正弦波等,市场上的不间断电源(UPS)抽掉其中的蓄电源和充电器,就是一台开关型交流稳压电源的稳压性好,控制功能强,易于实现智能化,是非常具有前途的交流稳压电源。但因其电路复杂,价格较高,所以推广较慢。
电源直流稳定电源
直流稳定电源按习惯可分为化学电源,线性稳定电源和开关型稳定电源,它们又分别具有各种不同类型:
化学电源
平常所用的干电池、铅酸蓄电池、镍镉、镍氢、锂离子电池均属于这一类,各有其优缺点。随着科学技术的发展,又产生了智能化电池;在充电电池材料方面,美国研制人员发现锰的一种碘化物,用它可以制造出便宜、小巧、放电时间长,多次充电后仍保持性能良好的环保型充电电池。
线性稳定电源
线性稳定电源有一个共同的特点就是它的功率器件调整管工作在线性区,靠调整管之间的电压降来稳定输出。由于调整管静态损耗大,需要安装一个很大的散热器给它散热。而且由于变压器工作在工频(50Hz)上,所以重量较大。
该类电源优点是稳定性高,纹波小,可靠性高,易做成多路,输出连续可调的成品。缺点是体积大、较笨重、效率相对较低。这类稳定电源又有很多种,从输出性质可分为稳压电源和稳流电源及集稳压、稳流于一身的稳压稳流(双稳)电源。从输出值来看可分定点输出电源、波段开关调整式和电位器连续可调式几种。从输出指示上可分指针指示型和数字显示式型等等。
开关型直流稳压电源
与线性稳压电源不同的一类稳电源就是开关型直流稳压电源,它的电路型式主要有单端反激式,单端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。它和线性电源的根本区别在于它变压器不工作在工频而是工作在几十千赫兹到几兆赫兹。功能管不是工作在饱和就是截止区即开关状态;开关电源因此而得名。
开关电源的优点是体积小,重量轻,稳定可靠;缺点相对于线性电源来说纹波较大(一般≤1%VO(P-P),好的可做到十几 mV(P-P)或更小)。它的功率可自几瓦-几千瓦均有产品。价位为 3 元-十几万元 / 瓦,下面就一般习惯分类介绍几种开关电源:
1、AC/DC 电源
该类电源也称一次电源——AC 是交流,DC 是直流,它自电网取得能量,经过高压整流滤波得到一个直流高压,供 DC/DC 变换器在输出端获得一个或几个稳定的直流电压,功率从几瓦-几千瓦均有产品,用于不同场合。属此类产品的规格型号繁多,据用户需要而定通信电源中的一次电源(AC220 输入,DC48V 或 24V 输出)也属此类。
2、DC/DC 电源
在通信系统中也称二次电源,它是由一次电源或直流电池组提供一个直流输入电压,经 DC/DC 变换以后在输出端获一个或几个直流电压。
3、通信电源
通信电源其实质上就是 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,一般它又分中央供电、分层供电和单板供电三种,以后者可靠性最高。
4、电台电源
电台电源输入 AC220V/110V,输出 DC13.8V,功率由所供电台功率而定,几安几百安均有产品。为防止 AC 电网断电影响电台工作,而需要有电池组作为备份,所以此类电源除输出一个 13.8V 直流电压外,还具有对电池充电自动转换功能。
5、模块电源
随着科学技术飞速发展,对电源可靠性、容量 / 体积比要求越来越高,模块电源越来越显示其优越性,它工作频率高、体积小、可靠性高,便于安装和组合扩容,所以越来越被广泛采用。目前,目前国内虽有相应模块生产,但因生产工艺未能赶上国际水平,故障率较高。
DC/DC 模块电源目前虽然成本较高,但从产品的漫长的应用周期的整体成本来看,特别是因系统故障而导致的高昂的维修成本及商誉损失来看,选用该电源模块还是合算的,在此还值得一提的是罗氏变换器电路,它的突出优点是电路结构简单,效率高和输出电压、电流的纹波值接近于零。
6、特种电源
高电压小电流电源、大电流电源、400Hz 输入的 AC/DC 电源等,可归于此类,可根据特殊需要选用。开关电源的价位一般在 2-8 元 / 瓦特殊小功率和大功率电源价格稍高,可达 11-13 元 / 瓦。
使用领域
电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、工控设备、计算机和电脑、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热等领域。
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