電源的種類和作用分析
我們都知道,所有的電子設(shè)備都需要供電才能正常工作。電源,顧名思義,就是電的來(lái)源;而對(duì)于電子設(shè)備來(lái)講,就是為電子設(shè)備提供電能的裝置。
如圖1-1所示為電子設(shè)備直接或間接使用交流電示意圖。電腦系統(tǒng)、顯示器、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、彩色電視機(jī)、VCD、DVD、有源音箱、監(jiān)控?cái)z像頭、復(fù)讀機(jī)、電子琴,包括手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)等,都需要直接或間接使用交流市電才能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作。
當(dāng)手機(jī)沒電了,筆記本電腦使用一段時(shí)間后也沒電了,怎么辦呢?我們首先會(huì)想到給電池充電,給手機(jī)充電時(shí)會(huì)用到一種稱為充電器或電源適配器的設(shè)備,將它的插頭插入交流市電插座上,另一端插入手機(jī)充電孔,或者將電池從手機(jī)中取出來(lái)放到充電器上進(jìn)行充電。設(shè)想一下,充電時(shí)為什么都要通過(guò)充電器或電源適配器接到交流市電,而不是直接用交流市電給手機(jī)充電呢?
手機(jī)用的是電壓約為3,6-5V的電池,筆記本電腦用的是電壓約為18V的電池,它們都屬于低壓直流電源,而我們?nèi)粘I钍褂玫氖须娛墙涣麟?,電壓?20V,電壓較高。所以,交流市電是不能直接給手機(jī)等進(jìn)行充電的。充電器或電源適配器起到了將高壓交流市電轉(zhuǎn)換為低壓直流電的作用。
但電腦系統(tǒng),彩色電視機(jī)等通過(guò)電源線直接接到交流市電上,這些設(shè)備是不是直接使用交流市電的呢?不是的,在這些設(shè)備內(nèi)部也有將交流市電轉(zhuǎn)換為低壓直流電的裝置一直流穩(wěn)壓電源。
由于電源的性能,結(jié)構(gòu)及用途各不相同,分類的標(biāo)準(zhǔn)也不相同,因此電源的分類標(biāo)準(zhǔn)很多,這里也不做過(guò)多的分類,只介紹日常用到的幾種電源。
根據(jù)電源性質(zhì)的不同,可將電源分為交流電源和直流電源兩大類。
1、交流電源
交流電源,即日常使用的電源,來(lái)自市電網(wǎng),屬于交流電。眾多的電子設(shè)備均依賴市電網(wǎng)交流電工作。用于各種家用電器的交流電壓,其幅度為220V,頻率為50Hz。在我國(guó),由于目前電力供應(yīng)不足,在偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū),尤其在用電高峰期,電網(wǎng)電壓偏低,而且很不穩(wěn)定,有些電器設(shè)備不能正常使用。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,各種電子設(shè)備性能的提高,要求有比較穩(wěn)定的交流電源供電。直接使用交流電網(wǎng)供電已不能滿足電子設(shè)備的用電要求,特別是當(dāng)計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域后,迫切要求良好的交流電源。“交流穩(wěn)壓器”——交流穩(wěn)壓電源也就應(yīng)運(yùn)而生。
2、直流電源
直流電源有兩種,一是蓄電池,如干電池,汽車及摩托車用的電瓶,手機(jī)電池,電動(dòng)車電池等。這類電源是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,隨著使用時(shí)間延長(zhǎng),電池電能會(huì)逐漸降低,需要及時(shí)給電池充電。二是將交流市電轉(zhuǎn)換為電子設(shè)備需要的低壓直流電的裝置,常常是穩(wěn)壓電源,稱為直流穩(wěn)壓電源,廣泛用于各種電子設(shè)備。
直流穩(wěn)壓電源又可分為外置直流穩(wěn)壓電源和內(nèi)置直流穩(wěn)壓電源。
外置直流穩(wěn)壓電源——有的電子設(shè)備將電源外置,即電源是一個(gè)獨(dú)立的部件,放在電子設(shè)備外面。外置電源一般稱為電源適配器,如筆記本電腦電源適配器,部分液晶顯示器電源適配器,各種充電器等,
內(nèi)置直流穩(wěn)壓電源——也有的電子設(shè)備將電源作為一個(gè)獨(dú)立部件放在設(shè)備內(nèi)部,如電腦,打印機(jī),復(fù)印機(jī)、部分液晶顯示器及VCO、DVD,音箱等。而在彩色電視接收機(jī)及部分顯示器內(nèi),電源部分與其他電路做成一體,不能分幵,
如圖1-2所示為幾款電源的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。其中,圖1一2 (a) —圖1一2 (e)所示的電源屬于直流電源,為各種電子設(shè)備提供直流電壓;圖1 -2 (f)和圖1-2 (g)所示的電源為交流電源,用于穩(wěn)定交流電網(wǎng)電壓。
從1.2節(jié)所講的幾種電源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)看,除外殼之外,同所有的電子設(shè)備一樣,電源也是由許多電子元器件構(gòu)成的,其本身也是一種電子設(shè)備。這些電子元器件安裝在被稱為PCB板的電路板上。電子設(shè)備中的電源按其結(jié)構(gòu)一般可分為兩種類型:一種是以工頻變壓器為主的電源;另一種是以開關(guān)變壓器為主的開關(guān)電源。
組成電源的電子元器件主要有電阻器、電感器、電容器、半導(dǎo)體二極管、半導(dǎo)體三極管、變壓器等。這些電子元器件按照特定的電路原理安裝或焊接在電路板上。