任務三 直流開關電源的特點和應用

學習目標

◆ 了解直流開關電源的特點。

◆ 熟悉直流開關電源的應用。

一、直流開關電源的特點

直流開關電源是具有直流變換器且輸出電壓恒定或按要求變化的直流電源，其輸入可以是直流電，也可以是交流電。直流開關電源具有以下全部或部分特征：①電源電壓和負載在規定的范圍內變化時，輸出電壓應保持在允許的范圍內或按要求變化；②輸入與輸出間有好的電氣隔離；③可以輸出單路或多路電壓，各路之間有電氣隔離。

直流開關電源與傳統的直流線性穩壓電源相比，具有如下優點：①電力電子器件在開關狀態工作，電源內部損耗小，效率高；②開關頻率高，電源體積和重量小。開關電源主要用于向模擬或數字電子設備供電。雖然直流電動機速度或位置控制器本質上也屬于開關電源，但由于電動機有電動和制動兩種工作狀態，故使用雙向變換器，通常稱為時機控制器，很少稱之為開關電源，所以通常的直流開關電源不包括直流電動機控制器。

二、直流開關電源的應用

現代家用電子電器（如電視機、錄像機、VCD等），個人計算機，測試儀器（如示波器、信號發生器、小型分析儀等）和生物醫學儀器都采用開關電源。直流開關電源還廣泛用于工業裝置、大型計算機、通信系統、航空航天和交通運輸等各個領域。大型計算機、通信系統、航空航天器中使用的電源是分布式電源系統，它包括三個部分：第一部分為發電系統，第二部分為一次電源，第三部分為二次電源。發電系統是將其他能量轉化為電能的設備，例如人造衛星和空間站中的太陽電池、飛機上的由航空發動機傳動的無刷發電機、通信電源中的工頻電源或柴油發電機等。一次電源用于將變化范圍較大的輸入電壓轉變為所需的輸出電壓，如人造衛星中的蓄電池充電放電器和并聯調節器，飛機變速恒頻電源中的變換器，通信電源中的開關整流器。二次電源則直接面向用電設備，如電子設備、通信設備中印制板上的模塊電源等。分布式電源系統的發電系統、一次電源和部分二次電源為多冗余度電源，電源間互相并聯，電源模塊內有運行狀態監控電路，可準確判斷電源故障，并切除發生故障的電源，因而有較高的可靠性。同時，一次電源的輸出都并聯蓄電池，防止發電系統或個別一次電源故障所引起的匯流電壓中斷，從而實現了不間斷供電。因此，分布式電源系統是高可靠性的不間斷供電系統，目前只有直流開關電源供電系統才能實現完善的不間斷供電。

三、直流開關電源的實物圖

各種直流開關電源的實物圖如圖1-4所示。

圖1-4 各種直流開關電源的實物圖