任务三 直流开关电源的特点和应用

学习目标

◆ 了解直流开关电源的特点。

◆ 熟悉直流开关电源的应用。

一、直流开关电源的特点

直流开关电源是具有直流变换器且输出电压恒定或按要求变化的直流电源，其输入可以是直流电，也可以是交流电。直流开关电源具有以下全部或部分特征：①电源电压和负载在规定的范围内变化时，输出电压应保持在允许的范围内或按要求变化；②输入与输出间有好的电气隔离；③可以输出单路或多路电压，各路之间有电气隔离。

直流开关电源与传统的直流线性稳压电源相比，具有如下优点：①电力电子器件在开关状态工作，电源内部损耗小，效率高；②开关频率高，电源体积和重量小。开关电源主要用于向模拟或数字电子设备供电。虽然直流电动机速度或位置控制器本质上也属于开关电源，但由于电动机有电动和制动两种工作状态，故使用双向变换器，通常称为时机控制器，很少称之为开关电源，所以通常的直流开关电源不包括直流电动机控制器。

二、直流开关电源的应用

现代家用电子电器（如电视机、录像机、VCD等），个人计算机，测试仪器（如示波器、信号发生器、小型分析仪等）和生物医学仪器都采用开关电源。直流开关电源还广泛用于工业装置、大型计算机、通信系统、航空航天和交通运输等各个领域。大型计算机、通信系统、航空航天器中使用的电源是分布式电源系统，它包括三个部分：第一部分为发电系统，第二部分为一次电源，第三部分为二次电源。发电系统是将其他能量转化为电能的设备，例如人造卫星和空间站中的太阳电池、飞机上的由航空发动机传动的无刷发电机、通信电源中的工频电源或柴油发电机等。一次电源用于将变化范围较大的输入电压转变为所需的输出电压，如人造卫星中的蓄电池充电放电器和并联调节器，飞机变速恒频电源中的变换器，通信电源中的开关整流器。二次电源则直接面向用电设备，如电子设备、通信设备中印制板上的模块电源等。分布式电源系统的发电系统、一次电源和部分二次电源为多冗余度电源，电源间互相并联，电源模块内有运行状态监控电路，可准确判断电源故障，并切除发生故障的电源，因而有较高的可靠性。同时，一次电源的输出都并联蓄电池，防止发电系统或个别一次电源故障所引起的汇流电压中断，从而实现了不间断供电。因此，分布式电源系统是高可靠性的不间断供电系统，目前只有直流开关电源供电系统才能实现完善的不间断供电。

三、直流开关电源的实物图

各种直流开关电源的实物图如图1-4所示。

图1-4 各种直流开关电源的实物图