直流電源

直流電源，是維持電路中形成穩(wěn)恒電壓電流的裝置。如干電池、蓄電池、直流發(fā)電機等。

     定義

直流電源有正、負兩個電極，正極的電位高，負極的電位低，當兩個電極與電路連通后，能夠使電路兩端之間維持恒定的電位差，從而在外電路中形成由正極到負極的電流。直流電源是一種能量轉換裝置，它把其他形式的能量轉換為電能供給電路，以維持電流的穩(wěn)恒流動。

     基本原理

單靠水位高低之差不能維持穩(wěn)恒的水流，而借助于水泵持續(xù)地把水由低處送往高處就能維持一定的水位差而形成穩(wěn)恒的水流。與此類似，單靠電荷所產生的靜電場不能維持穩(wěn)恒的電流，而借助于直流電源，就可以利用非靜電作用（簡稱為“非靜電力”）使正電荷由電位較低的負極處經電源內部返回到電位較高的正極處，以維持兩個電極之間的電位差，從而形成穩(wěn)恒的電流。

直流電源中的非靜電力是由負極指向正極的。當直流電源與外電路接通后，在電源外部（外電路），由于電場力的推動，形成由正極到負極的電流。而在電源內部（內電路），非靜電力的作用則使電流由負極流到正極，從而使電荷的流動形成閉合的循環(huán)。

表現(xiàn)電源本身的一個重要特征量是電源的電動勢，它等于單位正電荷從負極通過電源內部移到正極時非靜電力所作的功。

當電源的內電阻可以忽略不計時，可以認為電源的電動勢在量值上近似地等于電源兩極間的電位差或電壓。

為了取得較高的直流電壓，常將直流電源串聯(lián)使用，這時總電動勢為各電源的電動勢之和，總內阻也為各電源內電阻之和。由于內阻增大，一般只能用于所需電流強度較小的電路。為了取得較大的電流強度，可以將等電動勢的直流電源并聯(lián)使用，這時總電動勢即為單個電源的電動勢，總內阻為各電源內電阻的并聯(lián)值。

直流電源的類型很多，不同類型的直流電源中，非靜電力的性質不同，能量轉換的過程也不同。在化學電池（例如干電池、蓄電池等）中，非靜電力是與離子的溶解和沉積過程相聯(lián)系的化學作用，化學電池放電時，化學能轉化為電能和焦耳熱在溫差電源（例如金屬溫差電偶、半導體溫差電偶）中，非靜電力是與溫度差和電子的濃度差相聯(lián)系的擴散作用，溫差電源向外電路提供功率時，熱能部分地轉化為電能。在直流發(fā)電機中，非靜電力是電磁感應作用，直流發(fā)電機供電時，機械能轉化為電能與焦耳熱。在光電池中，非靜電力是光生伏打效應的作用，光電池供電時，光能轉化為電能和焦耳熱。

    技術指標

直流電源的技術指標分為兩種：一種是特性指標，包括允許輸入電壓、輸出電壓、輸出電流及輸出電壓調節(jié)范圍等；另一種是質量指標，用來衡量輸出直流電壓的穩(wěn)定程度，包括穩(wěn)壓系數(shù)（或電壓調整率）、輸出電阻（或電流調整率）、紋波電壓（周圍與隨機漂移）。

1） 穩(wěn)壓系數(shù)及電壓調整率：穩(wěn)壓系數(shù)是指在負載電流、環(huán)境溫度不變的情況下，輸入電壓的相對變化引起輸出電壓的相對變化。 電壓調整率是指輸入電壓相對變化為±10%時的輸出電壓相對變化量，穩(wěn)壓系數(shù)和電壓調整率均說明輸入電壓變化對輸出電壓的影響，因此只需測試其中之一即可。

2） 輸出電阻及電流調整率：輸出電阻與放大器的輸出電阻相同，其值為當輸入電壓不變時，輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比的絕對值。電流調整率：輸出電流從0變到最大值時所產生的輸出電壓相對變化值。輸出電阻和電流調整率均說明負載電流變化對輸出電壓的影響，因此也只需測試其中之一即可。

3）紋波電壓：疊加在輸出電壓上的交流電壓分量。用示波器觀測其峰峰值一般為毫伏量級。也可用交流毫伏表測量其有效值，但因紋波不是正弦波，所以有一定的誤差。 

應用

航天事業(yè)擔負著特殊的國家使命。航天通信系統(tǒng)具有專用性和保密性特點，特別是較高的時效性要求。通信電源的可靠性是航天通信部門首要考慮的問題，是通信系統(tǒng)安全運行的重要保證。當前，航天系統(tǒng)各通信局（站）普遍采用UPS系統(tǒng)作為IT設備的主用電源，它克服了因市電中斷而導致的系統(tǒng)中斷。但是，UPS自身、甚至并機冗余系統(tǒng)的故障導致網絡通信事故也時有發(fā)生，已產生較大的社會影響和相當?shù)慕洕鷵p失。