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电能变换电源

人们要开发与利用电能就必须有相应的技术途径、方法与相应的设备。广义上讲，凡是能够为用电者提供电能源的装置就可称其为电源，于是属于电能产生、电能传输、电能分配、电能变换等任何一个环节所使用的设备都可称其为电源设备。实际上，为了更准确地表达一种电源设备的功能与用途，一般将用于电能产生的设备或装置称为发电设备，如火力发电机组、水轮发电机组、风力发电机组、柴油发电机组等；用于电能传输的设备或装置称为输电设备；用于电能分配控制的设备或装置称为配电设备；将具有电能变换功能的一类设备或装置称为电能变换电源。当然，将广义上的电源设备进行分类的方法有多种，但其目的都是为使设备的功能、用途和特点在设备的名称上能够得以充分体现。

在有些情况下，发出电能的电源并不符合使用要求，需要进行再一次变换。这种变换是把一种形态的电能变换为另一种形态的电能。这种电能形态的变换可以是交流电和直流电之间的变换，也可以是电压或电流幅值的变换，或者是交流电频率与相数的变换。在有些场合下，这种电能形态的变换可能仅仅是稳定精度的提高或对其他性能的改进。由于这种电源的输入也是电能，所以人们常把这种输入和输出都是电能的电源称为电能变换电源。

电能变换电源不能产生电能，只能起到对电能进行参数变换或稳定处理的作用。常用的电能变换设备主要有直流稳定电源和交流稳定电源两大类。人们之所以需要这种设备，主要是人们日常工作和生活所使用的各种用电设备对电能质量都有一定要求，这些要求通常包括供电电源是交流还是直流、电压额定值及其变化范围、频率额定值及其变化范围、大功率等，其中对供电电压的要求是常见的也是重要的一项要求。例如，有的用电设备要求为之提供额定频率为50Hz、额定电压为220V的交流电，而且电压变化不超过额定值的+/-10%，即电压应在198V到242V之间，如果超出这个范围，可能导致用电设备不工作不正常；采用锂离子电池的手机配套的充电器，要求其输出为恒压恒流的直流，电压上限为4.25V，而且大输出电流要控制在某额定值以下，否则就有可能导致锂离子电池损坏。自动化程度较高生产线，对供电电压保持稳定不变的要求比手机充电器等生活用电设备更严格。

由此可见，电能变换设备是一种介于发电设备与用电设备之间的必备设备，是一种介于发电设备与用电设备之间的电能加工厂。仅就用电设备的供电电压而言，其值应该具有一定的稳定性，好是供电电压稳定不变。用电设备一经确定后，为之供电的电压也就确定了，于是为之供电的电源电压能否满足用电设备需求，就成了由供电电源本身决定的事。一般来说，电供电电源电压的稳定性不能满足负载要求时，简单的办法就是在负载前面加装一个调压器，这个调压器送给负载的可以是直流也可以是交流，通过调压器将供给负载的电压调到符合要求。但人工调整不但麻烦，有时甚至是不可能的，于是能够自动调整与稳定电压的电源（稳压器）便应运而生。这种电源的功能就是自动保持输出电压的稳定，当然，这里所说的“稳定”就是指电压的变化很小，并不是不变。

要制造这种自动稳压的电能变换设备（包括实现参数变换或稳定处理的其他设备），就必须有相应的技术理论作支撑，这种技术理论就是电力电子技术。电力电子技术是以电能控制和变换为研究对象的电子技术，它是一门利用由电子电力器件构成的电能变换电路对电能进行变换和控制的学科，可以认为电力电子技术就是电能处理技术。正是由于电力电子技术在电能变换设备中的支撑作用，人们通常将利用电力电子技术而制造出的电能变换设备称为电力电子电源或功率变换电源。

 

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