什么是電源的源效應(yīng)和負(fù)載效應(yīng)

1、什么是電源的源效應(yīng)和負(fù)載效應(yīng)穩(wěn)定電源的輸出量并不是絕對不變的，例如當(dāng)穩(wěn)定電源工作在穩(wěn)壓狀態(tài)時(shí)，其輸出電壓會(huì)由于輸入電壓的變化或由于負(fù)載的變化而引起輸出電壓微小的變化，當(dāng)穩(wěn)定電源處于恒流工作狀態(tài)時(shí)，其輸出電流也會(huì)由于輸入電壓的變化或由于負(fù)載的變化而發(fā)生微小的變化。為了衡量這種變化的程度，即衡量一個(gè)穩(wěn)定電源的穩(wěn)定度，國際電工委員會(huì)（IEC）在制定穩(wěn)定電源標(biāo)準(zhǔn)時(shí)引出源效應(yīng)和負(fù)載效應(yīng)的概念。源效應(yīng)是指：僅當(dāng)由于輸入量的變化而引起輸出穩(wěn)定量的變化的效應(yīng)就叫源效應(yīng)。對于一個(gè)普通穩(wěn)壓電源來說：輸入量就指輸入電壓，即交流220V工頻電壓。我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)輸入電壓變化10%時(shí)，輸出電壓變化的相對百分比，就稱

2、源效應(yīng)。例如一個(gè)輸出電壓為100V的穩(wěn)壓電源，其由于輸入電壓的變化而引起輸電壓變化的具體數(shù)值如下：輸入電壓輸出電壓AC220V（標(biāo)準(zhǔn)值）100VAC242V（變化+10%）100.1VAC198V（變化-10%）99.9V電源的源效應(yīng)=丨UoI/Uo=IU-UoI/Uo=I100.1-100丨/100=0.1%或=IUoI/Uo=IU-UoI/Uo=I99.9-100I/100=0.1%從上式可以看出，這個(gè)穩(wěn)壓電源在它輸出電壓為100V時(shí)的源效應(yīng)為0.1%，即當(dāng)輸入電壓變化10%時(shí)，輸出電壓變化千分之一。（注意：在測量源效應(yīng)時(shí)，負(fù)載應(yīng)保持不變）。負(fù)載效應(yīng)是指：僅當(dāng)由于負(fù)載的變化而引起輸出穩(wěn)定量

3、的變化的效應(yīng)稱為負(fù)載效應(yīng)。仍舉一例說明：一個(gè)處于穩(wěn)壓工作狀態(tài)的電源，其空載輸出電壓為100V,電源最大負(fù)載能力為5A，其空載與加滿載時(shí)輸出電壓的變化量如下：電源負(fù)載電流0A5A電源輸出電壓100V99.7V負(fù)載效應(yīng)=IUoI/Uo=IU-UoI/Uo=I99.7-100I/100=0.3%即電源工作在100V時(shí)，其負(fù)載效應(yīng)為0.3%。（注意：在測量負(fù)載效應(yīng)時(shí)，應(yīng)努力使輸入電壓保持在標(biāo)準(zhǔn)值）以上在敘述源效應(yīng)和負(fù)載效應(yīng)時(shí)，其輸出穩(wěn)定量都是以穩(wěn)定電壓來舉例的，事實(shí)上電源處于恒流工作狀態(tài)時(shí)，照理輸出電流是一個(gè)穩(wěn)定量，但事實(shí)上當(dāng)輸入電壓或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，輸出電流也會(huì)發(fā)生一些微小的變化，這種變化就是恒流狀

4、態(tài)時(shí)的源效應(yīng)和負(fù)載效應(yīng)。什么叫紋波？由于直流穩(wěn)定電源一般是由交流電源經(jīng)整流穩(wěn)壓等環(huán)節(jié)而形成的，這就不可避免地在直流穩(wěn)定量中多少帶有一些交流成份，這種疊加在直流穩(wěn)定量上的交流分量就稱之為紋波。紋波的成分較為復(fù)雜，它的形態(tài)一般為頻率高于工頻的類似正弦波的諧波，另一種則是寬度很窄的脈沖波。對于不同的場合，對紋波的要求各不一樣。對于電容器老練來說，無論是那一種紋波，只要不是太大，一般對電容器老練質(zhì)量不會(huì)構(gòu)成影響。而對程控機(jī)電源或音響設(shè)備中所使用的電源，由于寬度很窄的脈沖沒有足夠的能量來推動(dòng)喇叭的紙盆或話機(jī)的聽筒而形成雜音。因此對于這種窄脈沖的要求可以放寬。而對于音頻范圍內(nèi)的類似正弦波的紋波信號，雖然其

5、幅度不是太高，但其能量卻使喇叭或聽筒發(fā)生嗡嗡的雜音。因此對這種形態(tài)的紋波應(yīng)有一定的要求，而對于用于一些控制的場合，由于窄脈沖達(dá)到一定的高度會(huì)干擾數(shù)字或邏輯控制部件，使設(shè)備運(yùn)行的可靠性降低，因此對這種窄脈沖的幅度應(yīng)有一定的限制，而對類似正弦波的紋波，一般由于其幅度較低，對控制部件的干擾不大。紋波的表示方法可以用有效值或峰值來表示，可以用絕對量，也可以用相對對量來表示。例如一個(gè)電源工作在穩(wěn)壓狀態(tài)，其輸出為100V5A，測得紋波的有效值為10mV，這10mV就是紋波的絕對量，而相對量即紋波系數(shù)=紋波電壓/輸出電壓=10mv/100V=0.01%，即等于萬分之一。什么叫恒壓電源（或叫穩(wěn)壓電源）？恒壓亦

6、稱穩(wěn)壓，二者意思相近，一般不作區(qū)分。恒壓就是電壓穩(wěn)定不變的意思。穩(wěn)壓電源則是其輸出電壓穩(wěn)定不變的一種電源設(shè)備。蓄電池、干電池都可以看做穩(wěn)壓電源。連續(xù)可調(diào)的的概念是輸出電壓可以調(diào)定在0-額定電壓之間的任一個(gè)數(shù)值上。當(dāng)你拿到一個(gè)連續(xù)可調(diào)的電源以后，你若把輸出電壓調(diào)到10V，這個(gè)電源就可以當(dāng)成一個(gè)10V的穩(wěn)壓電源使用，當(dāng)你把輸出電壓調(diào)到100V時(shí)，這個(gè)穩(wěn)壓電源就可以當(dāng)作一個(gè)100V的穩(wěn)壓電源來使用了。而蓄電池的輸出電壓則是一個(gè)固定的值，例如一個(gè)12V的蓄電池，你就不能隨意將它改成9V、10V的蓄電池來使用。什么叫恒流電源？恒流亦可叫穩(wěn)流，意思相近，一般可以不加區(qū)別。與恒壓的概念相比，恒流的概念就難于

7、理解一些了，因?yàn)槿粘Ｉ钪泻銐涸词嵌嘁姷模铍姵?、干電池是直流恒壓電源，?20V交流電，則可認(rèn)為是一種交流恒壓電源，因?yàn)樗鼈兊妮敵鲭妷菏腔静蛔兊?，是不隨輸出電流的大小而大幅變化的。首先舉例說明：一個(gè)恒定電流值調(diào)至1A的，最高輸出電壓可達(dá)100V的一個(gè)恒流電源，當(dāng)你打開這個(gè)恒流源的電源開關(guān)時(shí)，你會(huì)看到電源的電壓表和電流表顯示什么數(shù)值呢？可以肯定的說：輸出電壓為100V，輸出電流為0A。有人曾經(jīng)這樣問，你不是100V1A的恒流源嗎？怎么輸出不是100V1A呢？這里仍然要用歐姆定律來解釋，理論上可以這樣來計(jì)算，電源的輸出電壓U=IR，式中U為輸出電壓，I為輸出電流，R為負(fù)載電阻。以下分5種情況來

8、說明：如果電源為空載，R可以用無窮大來表示，U=I*8,由于電源能輸1A的電流，如果電源電流為1A,那么U=1A*8=8,而電源電壓最多只能輸出100V,無疑電源只能輸出其最大電壓100V,由于電源不能輸出無窮大的電壓，因而電流只能是很小很小的值，即電流輸出為0A，即I=U/R=100V/8=0A。如果負(fù)載電阻R=200歐,那么又因電源只能輸出100V,因此電流只能為0.5A,即I=U/R=100V/200R=0.5A如果負(fù)載電阻R=100歐,由于電源能輸出100V,就使得電流能達(dá)到1A,即I=U/R=100V/100R=1A,此時(shí)輸出電流正好達(dá)到電源的恒流值。如果負(fù)載電阻繼續(xù)減小,改為50歐

9、,如果根據(jù)公式I=U/R=100V/50R=2A.但這里的關(guān)鍵是我們的電源是個(gè)恒流值為1A的電源,因此此時(shí)的輸出電流只能被強(qiáng)迫限制在1A而不能為2A,因而輸出電壓只能被迫降到50V而不能為100V。這里仍然要符合歐姆定律,即U=IR=1A*50R=50V如果負(fù)載電阻變?yōu)?歐（即短路）,那么由于輸出電流只能為1A,輸出電壓就只能為0V,即U=I*R=1A*0R=0V從以上5個(gè)例子可以看出,如果負(fù)載電阻太大,使電源輸出電流不能達(dá)到恒流值,那么恒流源的輸出電壓就會(huì)自動(dòng)升到電源的最大輸出電壓,只有當(dāng)負(fù)載電阻小到一定的程度,使電源輸出電流達(dá)到恒流值,電源才真正處于恒流工作狀態(tài),隨著負(fù)載電阻值的逐步減小,

10、輸出電壓也按規(guī)律下降,以保持輸出電流的恒定不變。這就是恒流的概念?？傊?實(shí)際上無論是恒壓電源,還是恒流電源,它們本質(zhì)上都是一致的,它們的輸出都是電壓和電流,兩個(gè)量中,電源只能控制其中的一個(gè)量,要么穩(wěn)住電壓,要么穩(wěn)住電流,另一個(gè)量是一定要由負(fù)載電阻來決定的,而負(fù)載電阻是由使用者來決定的,因而電源的兩個(gè)輸出量中,必然有一個(gè)由使用者來決定的,這才能符合邏輯,符合歐姆定律,才能為使用者所用,決無所謂既能給定輸出電壓,又能同時(shí)給定輸出電流的電源。什么叫恒流恒壓電源？一個(gè)直流電源有兩種工作狀態(tài)，一種是恒壓狀態(tài)，按照恒壓電源的特征在工作，一種是恒流狀態(tài)，按照恒流電源的特征在工作。這種電源內(nèi)部有兩個(gè)控制單元，

11、一個(gè)是穩(wěn)壓控制單元，在負(fù)載發(fā)生變化的情況下，努力使輸出電壓保持穩(wěn)定，前提是輸出電流必須小于預(yù)先設(shè)定的恒流值。實(shí)際上在恒壓狀態(tài)時(shí)，恒流控制單元處于休止?fàn)顟B(tài)，它不干擾輸出電壓和輸出電流。當(dāng)由于負(fù)載電阻逐步減小，使得負(fù)載電流增加到預(yù)先設(shè)定的恒流值時(shí)，恒流控制單元開始工作，它的任務(wù)是在負(fù)載電阻繼續(xù)減小的情況下，努力使輸出電流按預(yù)定的恒流值保持不變，為此需要使輸出電壓隨著負(fù)載電阻的減小而隨之降低，在極端情況下，負(fù)載電阻阻值降為零（短路狀態(tài)），輸出電壓也隨之降到零，以保持輸出電流的恒定。這些都是恒流部件的功能，在恒流部件工作時(shí)，恒壓部件亦處于休止?fàn)顟B(tài)，它不再干預(yù)輸出電壓的高低。這種既具有恒壓控制部件，又具

12、有恒流控制部件的電源就叫做恒壓恒流電源。試舉一例說明：某恒流恒壓電源，通過調(diào)節(jié)面板上電壓調(diào)節(jié)和電流調(diào)節(jié)兩旋扭，使電源空載輸出電壓定在100V，恒流值調(diào)在1A，電源是如何隨著負(fù)載電阻的變化而自動(dòng)改變電源工作狀態(tài)的呢？通過以上介紹，我們可以知道，當(dāng)輸出電流小于1A時(shí)，電源處于恒壓工作狀態(tài)，努力保持輸出電壓為100V，而輸出電流是隨著負(fù)載的大小變化而變化，而當(dāng)電流值趨向大于1A時(shí)，電源處于恒流工作狀態(tài)，努力保持輸出電流為1A，而輸出電壓是隨著負(fù)載的大小變化而變化。當(dāng)輸出電壓為100V時(shí)，負(fù)載電阻洽好為100歐，輸出電流洽好為1A時(shí)，是電源兩種工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，電源既可以說是恒壓狀態(tài)，亦可以說是恒流狀

13、態(tài)。為此我們可以對這一具體事例，得出下述結(jié)論：當(dāng)負(fù)載電阻RL=100歐時(shí),為恒壓恒流狀態(tài)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)（此時(shí)電壓=100伏,電流=1A）,這一概念非常重要。當(dāng)RL100歐時(shí)，電源處于恒壓狀態(tài)（此時(shí)電壓=100伏，電流1安）當(dāng)RL100歐時(shí)，電源處于恒流工作狀態(tài)（此時(shí)電壓100伏，電流=1安）在恒壓狀態(tài)時(shí)，電壓穩(wěn)定，電流隨著負(fù)載電阻的變化而變化，穩(wěn)壓控制單元工作，穩(wěn)流控制單元休止。在恒流狀態(tài)時(shí)，電流穩(wěn)定，電壓隨著負(fù)載電阻的變化而變化，穩(wěn)流控制單元工作，穩(wěn)壓控制單元休止。為什么電流調(diào)不上去?或者電壓調(diào)不上去?從以下三個(gè)方面來分析：有電壓而無電流、或者有電流而無電壓。無論是上述那一種情況，電源都巳正常工作

14、，操作者都應(yīng)該檢查自己的負(fù)載是否接觸良好，負(fù)載是否被短路或開路、負(fù)載是否符合規(guī)范等等。極端來講，如果電源有電壓輸出（恒壓狀態(tài)），而負(fù)載線又?jǐn)嗔耍匀惠敵鲭娏骶偷扔诹懔?。同樣，如果電源有電流輸出（恒流狀態(tài)），而負(fù)載又短路了，自然輸出電壓就等于零了。在調(diào)電壓時(shí)，空載電壓調(diào)不上去。有些操作者喜歡把“電流調(diào)節(jié)”電位器左旋到頭，至使電源空載電壓也調(diào)不起來。這說明他對“電流調(diào)節(jié)”缺乏實(shí)質(zhì)性的理解。因?yàn)殡娫醇词固幱诳蛰d也要消耗一點(diǎn)點(diǎn)電流，而把“電流調(diào)節(jié)”關(guān)到零，連一點(diǎn)點(diǎn)小電流都不放出來，當(dāng)然空載電壓也升不起來了。所以“電流調(diào)節(jié)”一般不要調(diào)到零，（向右調(diào)到四分之一圈左右就不會(huì)發(fā)生以上情況了）。電源有電壓輸出，

15、也有電流輸出，再調(diào)電壓，電壓就調(diào)不上去了?；蛘唠娫从须妷狠敵鲆灿须娏鬏敵觯傧氚央娏髡{(diào)大點(diǎn)，電流就調(diào)不大了。如果“恒壓”燈亮,說明電源工作在恒壓狀態(tài),（可以認(rèn)為電壓占主動(dòng)地位）。這時(shí)的輸出電流的大小,是由負(fù)載決定的,而不是由操作者調(diào)出來的,（可以說電流是占被動(dòng)地位），如果這時(shí)去右旋“電流調(diào)節(jié)”旋鈕,電流是不會(huì)增大的。但這時(shí)去右旋“電壓調(diào)節(jié)”旋鈕，輸出電壓是會(huì)升高，輸出電流也會(huì)隨之升高的。（電壓是主，電流是從）。同理，如果“恒流”燈亮，說明電源工作在恒流狀態(tài)，這時(shí)的輸出電壓也不是“調(diào)”出來的，而是由負(fù)載決定的。只有去調(diào)節(jié)“電流調(diào)節(jié)”旋鈕，輸出電流才會(huì)改變，輸出電壓也隨之變化。（這里電流是主，電壓

16、是從）電源處于“恒流”狀態(tài)時(shí)去調(diào)電流，處于“恒壓”狀態(tài)時(shí)去調(diào)電壓。電源的保護(hù)功能主要有哪些？以及它們之間的關(guān)系？電源的保護(hù)功能主要是過壓、過流保護(hù)兩種功能。兩者之間的關(guān)系為：任何一種電源在發(fā)生故障時(shí)，都有可能使輸出電壓或輸出電流失去控制，為了使用戶的負(fù)載不致因此而損壞，電源一般都設(shè)有過壓和過流保護(hù)。有些負(fù)載如阻性負(fù)載，當(dāng)電源有故障，負(fù)載上的電壓有可能大幅上升，而電流的上升值不一定能超過過流保護(hù)值。此種情況宜用過壓保護(hù)，例如工作在50V，可將電壓保護(hù)值調(diào)至55V，如果電源故障只要電壓升至55V時(shí)，電源會(huì)自動(dòng)切斷電壓輸出。當(dāng)有些負(fù)載是容性負(fù)載時(shí)，由于大容量的電解電容器并聯(lián)在一起，當(dāng)電源發(fā)生故障時(shí)，電流就可能大幅度上升，而電壓的升值卻不甚明顯，這時(shí)電源內(nèi)部的過流保護(hù)部件會(huì)首先啟動(dòng)，電源會(huì)