大功率直流高壓電源的工作原理及應(yīng)用前景
大功率直流高壓電源的工作原理
直流電源是一種將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(gè)環(huán)節(jié)才能完成。四個(gè)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(dòng)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(hào)周期，RL為整流濾波電路的等效負(fù)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(fù)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)，電路外接元件只需一個(gè)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(hù)，大到輸出電流為1.5A。其典型電路，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(dá)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(zhǔn)電壓(典型值為1.25V)。
大功率直流高壓電源的應(yīng)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(shí)現(xiàn)輸出電壓的準(zhǔn)確調(diào)整。
大功率直流高壓電源的前景
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(dá)國(guó)家還是有一定的差距;以美國(guó)為主導(dǎo)的幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家在這方面的研究已經(jīng)轉(zhuǎn)向高頻下電源的拓?fù)淅碚?、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(yīng)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(shí)總電動(dòng)勢(shì)為各電源的電動(dòng)勢(shì)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(qiáng)度較小的電路。為了取得較大的電流強(qiáng)度，可以將等電動(dòng)勢(shì)的直流電源并聯(lián)使用，這時(shí)總電動(dòng)勢(shì)即為單個(gè)電源的電動(dòng)勢(shì)，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(xué)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(xué)作用,化學(xué)電池放電時(shí),化學(xué)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(dǎo)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(kuò)散作用，溫差電源向外電路提供功率時(shí)，熱能部分地轉(zhuǎn)化為電能。在直流發(fā)電機(jī)中,非靜電力是電磁感應(yīng)作用,直流發(fā)電機(jī)供電時(shí)，機(jī)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(yīng)的作用，光電池供電時(shí)，光能轉(zhuǎn)化為電能和焦耳熱。
信息整理：大功率直流高壓電源生產(chǎn)廠家揚(yáng)州拓普電氣科技有限公司
直流電源是一種將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(gè)環(huán)節(jié)才能完成。四個(gè)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(dòng)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(hào)周期，RL為整流濾波電路的等效負(fù)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(fù)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)，電路外接元件只需一個(gè)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(hù)，大到輸出電流為1.5A。其典型電路，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(dá)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(zhǔn)電壓(典型值為1.25V)。
大功率直流高壓電源的應(yīng)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(shí)現(xiàn)輸出電壓的準(zhǔn)確調(diào)整。
大功率直流高壓電源的前景
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(dá)國(guó)家還是有一定的差距;以美國(guó)為主導(dǎo)的幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家在這方面的研究已經(jīng)轉(zhuǎn)向高頻下電源的拓?fù)淅碚?、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(yīng)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(shí)總電動(dòng)勢(shì)為各電源的電動(dòng)勢(shì)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(qiáng)度較小的電路。為了取得較大的電流強(qiáng)度，可以將等電動(dòng)勢(shì)的直流電源并聯(lián)使用，這時(shí)總電動(dòng)勢(shì)即為單個(gè)電源的電動(dòng)勢(shì)，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(xué)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(xué)作用,化學(xué)電池放電時(shí),化學(xué)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(dǎo)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(kuò)散作用，溫差電源向外電路提供功率時(shí)，熱能部分地轉(zhuǎn)化為電能。在直流發(fā)電機(jī)中,非靜電力是電磁感應(yīng)作用,直流發(fā)電機(jī)供電時(shí)，機(jī)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(yīng)的作用，光電池供電時(shí)，光能轉(zhuǎn)化為電能和焦耳熱。
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