【正文】 直流電源基礎及運行維護 內(nèi)容簡介 直流電源發(fā)展歷史 橋式整流器 相控整流器 線性穩(wěn)壓電源 開關電源 開關電源基礎 開關電源的分類 開關電源的組成及工作原理 輸入電網(wǎng)濾波器 交流整流濾波 直流變換器 高頻磁性材料 高頻半導體器件 開關電源的并聯(lián)均流 PWM集成控制器的基本原理 直流電源可靠性 可靠性衡量指標 冗余并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性 影響直流電源可靠性的因素 環(huán)境條件 電網(wǎng)電壓 元器件及制造工藝 配置及運行方式 直流電源的運行與維護 蓄電池的運行與維護 充電裝置的運行與維護 直流電源狀態(tài)評價 蓄電池的狀態(tài)評價 充電裝置狀態(tài)評價 直流電源綜合測試裝置簡介 直流電源發(fā)展歷史 （ 單相 ） 利用二極管的單向?qū)щ娞匦?，?u2為正半周時， a端電位高于 b端電位，二極管 VD VD3正偏導通；而當 u2為負半周時， b端的電位高于 a端，二極管 VD VD4導通，因而在 u2的一個周期內(nèi)，負載電阻 RL的電壓波形如圖 b所示。 輸出平均電壓： 222020 22)()s i n(22 1)(2 1 UUtdtUtduU oO ???? ?? ?????? ??iD1,3 iD2,4 VD4 VD3 VD2 VD1 Tr u1 u2 a b RL uo a橋式整流電路 O O O iD1, iD3 iD2, iD4 iD1, iD3 π 4 π 3 π 2 π ωt u2 ωt io ωt uo D1 D3 導通 D2 D4 導通 D1 D3 導通 D2 D4 導通 iD2, iD4 （三相） b a c T n 負 載 i a i d u d VT 1 VT 3 VT 5 VT 4 VT 6 VT 2 d 2 d 1 直流電源發(fā)展歷史 u 2 u d1 u d2 u 2L u d u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ u a u c u b ? t 1 O ? t O ? t 22 UUU d ???輸出平均電壓： 2022/2/10 5 直流電源發(fā)展歷史 對于橋式整流器，當輸入交流電壓確定時，直流輸出電壓也確定，如果需要改變直流輸出電壓，必須改變變壓器初級線圈和次級線圈的匝數(shù)比。在匝比數(shù)確定的情況下，如果輸入交流電壓發(fā)生變化，直流輸出電壓也發(fā)生變化。此外，前述得到的輸出電壓表達式忽略了整流器的內(nèi)阻，當負載電流發(fā)生變化時，整流器的內(nèi)阻將使輸出電壓隨之發(fā)生變化，即橋式整流器不具備穩(wěn)壓功能。 為使橋式整流器的輸出電壓能夠很方便的調(diào)整，并具有穩(wěn)壓功能，可以采用由晶閘管組成的可控整流器。這種靠改變晶閘管導通來控制整流器輸出電壓的電源稱為 相位控制型整流器，簡稱相控整流器或相控電源。 在相控型電源中，采用適當?shù)目刂齐娐肥咕чl管的導通相位根據(jù)輸入電壓或負載電流變化自動調(diào)整，其輸出電壓就能穩(wěn)定不變。 直流電源發(fā)展歷史 （單相） 直流輸出電壓平均值為： RT?u1u2a)i2abVT1VT3VT2VT4udid? t? t? t000i2udidb)c)d)ud( id)? ?uVT1, 4? ????? ?? ?????? 2c os122)(ds i n21 222d UUttUU在 ωt=α處給 VT VT4加入觸發(fā)脈沖，在ωt=π+α處給 VT VT3加入觸發(fā)脈沖。在 u2的正半周內(nèi)， a端電位高于 b端電位， VT1和 VT4承受正向電壓，但在 0α之間， VT1和 VT4不導通，負載電壓 ud與負載電流 id均為零。 在 απ之間， VT1和 VT4均處于導通狀態(tài)， ud等于 u2。 在 u2的負半周內(nèi)， a端電位低于 b端電位， VT2和 VT3承受正向電壓，但在 ππ+α之間， VT2和VT3不導通，負載電壓 ud與負載電流 id均為零。 在 π +α2π之間， VT2和 VT3均處于導通狀態(tài)，ud等于 u2。 直流電源發(fā)展歷史 （三相） 直流輸出電壓平均值為： bacTn負載ia idudVT1VT3VT5VT4VT6VT2d2d1???? ???? c )(s i n6323232 UttdUU ?? ???du 2 u d1 u d2 u 2L u d u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ u a u c u b ? t 1 O ? t O ? t 2022/2/10 8 直流電源發(fā)展歷史 調(diào)整管 比較放 大部分 反饋 采樣 部分 基準電壓部分 + RL － Uo + － Uin 指調(diào)整管工作在線性狀態(tài)下的直流穩(wěn)壓電源。線性穩(wěn)壓電源是比較早使用的一類直流穩(wěn)壓電源。線性穩(wěn)壓直流電源的特點是：輸出電壓比輸入電壓低；反應速度快，輸出紋波較??；工作產(chǎn)生的噪聲低；效率較低；發(fā)熱量大（尤其是大功率電源）。 2022/2/10 9 直流電源發(fā)展歷史 V T 1V T 2V D ZRz R1RLRcR3R2U inUo調(diào)整管比較放大部分反饋采樣基準電壓)( 23321bezo UURRRRU ????Uz是基準電壓， Ube2是 VT2的基極和射極之間的電壓。 在 R R R3的阻值和 Uz+Ube2不變時，不論 Uin以及 RL如何變化， Uo都不變。 直流電源發(fā)展歷史 在線性電源中，功率調(diào)整器件串聯(lián)在負載回路中，而且工作在線性區(qū)，因此功率轉(zhuǎn)換效率較低。為提高效率，必須使功率調(diào)整器件處于開關工作狀態(tài)，導通時，壓降很小，幾乎不消耗能量，關斷時漏電流很小，也幾乎不消耗能量，因此，功率轉(zhuǎn)換效率較高。 開關電源指電壓調(diào)整功能的器件以開關方式進行工作的一種直流電源，主要指利用高頻開關功率器件并通過交換技術(shù)而制成的高頻開關直流電源，簡稱開關電源（ Switching Power Supplies，縮寫 SPS）。 根據(jù)電工學原理，在輸