直流電源簡介

直流電源(DC power)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。 單靠水位高低之差不能維持穩恒的水流，而借助于水泵持續地把水由低處送往高處就能維持一定的水位差而形成穩恒的水流。與此類似，單靠電荷所產生的靜電場不能維持穩恒的電流，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，從而形成穩恒的電流。因此，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，以維持電流的穩恒流動。

直流系統主要由兩大部份組成。一部份是電池屏另一部份是直流充電屏(直流屏)。電池屏就是一個可以擺放多節電池的機柜(800×600×2260)。電池屏中的電池一般是由2V-12V的電池以9節到108節串聯方式組成，對應電的電壓輸出也就是110V或220V。目前使用的電池主要是閥控式密封免維護鉛酸電池。直流屏主要是由機柜、整流模塊系統、監控系統、絕緣監測單元、電池巡檢單元、開關量檢測單元、降壓單元及一系列的交流輸入、直流輸出、電壓顯示、電流顯示等配電單元。

1、整流模塊系統：電力整流模塊就是把交流電整流成直流電的單機模塊，通常是以通過電流大小來標稱(如2A模塊、5A模塊、10A模塊、20A模塊等等)，按設計理念的不同也可以分為：風冷模塊、獨立風道模塊、自冷模塊、自能風冷模塊和自能自冷模塊。它可以多臺并聯使用，實現了N1冗余。模塊輸出是110V、220V穩定可調的直流電壓。模塊自身有較為完善的各種保護功能如：輸入過壓保護、輸出過壓保護、輸出限流保護和輸出短路保護等。

2、監控系統：監控系統是整個直流系統的控制、管理核心，其主要任務是：對系統中各功能單元和蓄電池進行長期自動監測，獲取系統中的各種運行參數和狀態，根據測量數據及運行狀態及時進行處理，并以此為依據對系統進行控制，實現電源系統的全自動管理，保證其工作的連續性、可靠性和安全性。監控系統目前分為兩種：一種是按鍵型還有一種是觸摸屏型。：監控系統提供人機界面*作，實現系統運行參數顯示，系統控制操作和系統參數設置。

3、絕緣監測單元：直流系統絕緣監測單元是監視直流系統絕緣情況的一種裝置，可實時監測線路對地漏電阻，此數值可根據具體情況設定。當線路對地絕緣降低到設定值時，就會發出告警信號。直流系統絕緣監測單元目前有母線絕緣監測、支路絕緣監測。

4、電池巡檢單元：電池巡檢單元就是對蓄電池在線電壓情況巡環檢測的一種設備。可以實時檢測到每節蓄電池電壓的多少，當哪一節蓄電池電壓高過或低過設定時，就會發出告警信號，并能通過監控系統顯示出是哪一節蓄電池發生故障。電池巡檢單元一般能檢測2V-12V的蓄電池和巡環檢測1-108節蓄電池。

5、開關量檢測單元：開關量檢測單元是對開關量在線檢測及告警干節點輸出的一種設備。比如在整套系統中哪一路斷路器發生故障跳閘或者是哪路熔斷器熔斷后開關量檢測單元就會發出告警信號，并能通過監控系統顯示出是哪一路斷路器發生故障跳閘或者是哪路熔斷器熔斷。目前開關量檢測單元可以采集到1-108路開關量和多路無源干節點告警輸出。

6、降壓單元：降壓單元就是降壓穩壓設備，是合母電壓輸入降壓單元，降壓單元再輸出到控母，調節控母電壓在設定范圍內(110V或220V)。當合母電壓變化時，降壓單元自動調節，保證輸出電壓穩定。降壓單元也是以輸出電流的大小來標稱的。降壓單元目前有兩種，一種是有級降壓硅鏈，一種是無級降壓斬波。有級降壓硅鏈有5級降壓和七級降壓，電壓調節點都是3.5V，也就是說合母電壓升高或下降3.5V時降壓硅鏈就自動調節穩定控母電壓。無級降壓斬波就是一個降壓模塊，它比降壓硅鏈體積小，它沒有電壓調節點所以輸出電壓也比降壓硅鏈要穩定，還有過壓、過流、和電池過放電等功能。不過目前無級降壓斬波技術還不是很成熟常發生故障，所以還是降壓硅鏈使用效廣泛。

7、配電單元：配電單元主要是直流屏中為實現交流輸入、直流輸出、電壓顯示、電流顯示等功能所使用的器件如：電源線、接線端子、交流斷路器、直流斷路器、接觸器、防雷器、分流器、熔斷器、轉換開關、按鈕開關、指示燈以及電流、電壓表等等。

直流電源的基本工作原理與分析

當市電經過輸入開關接通變壓器將市電電壓轉換成所設計的電壓后,進入了預穩壓電路,預穩壓電路是對所要的輸出電壓進行初步穩壓,其目的是降低大功率調整管的輸入與輸出之間的管壓降，減少大功率調整管的功耗，提高直流電源的工作效率，預穩壓電源一般由可控硅無級移相調整式用繼電器切換變壓器輸出的抽頭進行穩壓。經過預穩壓電源和濾波器①后得到的電壓基本穩定紋波相對較小的直流電經過在控制電路的控制的大功率調整管進行精確快速的問頂壓后將得到穩壓精度和性能符合標準的直流電壓再經過濾波器②進行濾波后既得到我的所需要的輸出直流電為了得到我的所需要的輸出電壓值或穩流電流值，我們還需要對輸出的電壓值和電流值進行取樣檢測并將其傳送到控制/保護電路，控制/保護電路將檢測到的輸出電壓值錢和電流值與電壓/電流設定電路所設定的值進行比較分析后驅動預穩壓電路和大功率調整管使直流穩壓電源能輸出我們所設定的電壓和電流值，同時當控制/保護電路檢測到異常的電壓或電流值等情況下將啟動保護電路使直流電源進入保護狀態。