程控直流电源 、概述：

程控直流电源是各类电子设备不可或缺的组成部分， 其性能对整个电子系统都具有举足轻重的影响，目前在各种仪器和系统中，固定电压输出的电压源具有广泛的选择余地。
程控直流电源具有线性电源有纹波小、稳压精度高等优点，下面分别以主环路、 辅助电路、 保护电路三部分来加以阐述。 CPU采用单片机，编程电压采用14位 D/A转换器；为方便计算机控制和 组成系统， 增加 GPIB接口，由专用控制芯片和接口转换电路输构成。 本电源既可作电源输出，也可作外电源的电子负载，出*高电压 50V，*大电流2A，电压*小步进3mV，电流* 小步进 0.12mA。参见具体电路下图：

程控直流电源 、基本工作原理：

当市电经过输入开关接通变压器将市电电压转换成所设计的电压后，进入了预稳压电路，预稳压电路是对所要的输出电压进行初步稳压，其目的是降低大功率调整管的输入与输出之间的管压降，减少大功率调整管的功耗，提高直流电源的工作效率。
预稳压电源一般由可控硅无级移相调整式用继电器切换变压器输出的抽头进行稳压。经过预稳压电源和滤波器后得到的电压基本稳定，纹波相对较小的直流电，经过在控制电路的控制的大功率调整管进行**快速的问顶压后，将得到稳压精度和性能符合标准的直流电压。再经过滤波器进行滤波后，既得到我的所需要的输出直流电。为了得到我的所需要的输出电压值或稳流电流值，我们还需要对输出的电压值和电流值进行取样检测，并将其传送到控制/保护电路，控制/保护电路将检测到的输出电压值钱和电流值与电压/电流设定电路所设定的值，进行比较分析后，驱动预稳压电路和大功率调整管使直流稳压电源能输出我们所设定的电压和电流值，同时当控制/保护电路检测到异常的电压或电流值等情况下将启动保护电路使直流电源进入保护状态。

高频开关直流电源的单线原理：
高频开关直流电源由充电屏、馈线屏、蓄电池及直流电压变换器四个单元组成。充电机屏由若干电源模块和微机监控系统组成，单柜（屏）*大配置160A，若需要更大的输出电流可实现多机柜（屏）并联。馈线屏配有微机绝缘在线监察装置，当某一馈出支路发生接地事故时可显示出某地支路编号及接地电阻。电池屏内可选配微机蓄电池巡检装置，随时对蓄电池状态进行监控。直流电压变送器可采用高频直流变送器，当合闸母线在180-300V电压变动时控制线母线的输出电压都能牢牢地稳定在220V。

程控直流电源 、应用范围：

高频开关直流电源系统适用于大型发电厂、水电厂、超高压变电站、无人值守变电站作为控制、信号、保护、自动重合闸操作、事故照明、直流油泵、，各种直流操作机构的分合闸，二次回路的仪表，自动化装置的控制交流不停电电源等用电装置的直流供电电源。

程控直流电源 、在汽车引擎的应用：

在汽车引擎控制单元测试中，由于汽车电气系统电压调整率较差，并经常遇到电压跌落和过冲，因此需要在多个偏置电压电平下进行引擎控制单元测试，以验证其极端偏置电压条件下的正确工作和容差。一般引擎控制单元正常情况下的电压范围为11V-15V，但起动和运行瞬间的电压可为8V -24V。用程控直流电源可实现引擎控制单元各种电平的测试。

程控直流电源 、技术参数：

直流一般输入电压:AC220V±10% 50Hz±5Hz ，输出的纹波与噪声：Cv≤1mvrms CC≤5mARms

直流电源选用要点:
1） 220V和110V直流系统应采用蓄电池组。48V及以下的直流系统，可采用蓄电池组，也可采用由220V或110V蓄电池组供电的电力用直流电源变换器(DC/DC变换器)。
2）供电距离较远的辅助车间，当需要直流电源时，宜独立设置直流系统。
3）蓄电池组正常应以浮充电方式运行。
4） 铅酸蓄电池组不宜设置端电池；镉镍碱性蓄电池组宜减少端电池的个数。
5） 直流系统标称电压
·**控制负荷的直流系统宜采用110V。
·**动力负荷的直流系统宜采用220V。
·控制负荷和动力负荷合并供电的直流系统宜采用220V。
6）充电装置
·应满足蓄电池组的充电和浮充电要求。
·应为长期连续工作制。
·充电装置应具有稳压、稳流及限流性能。
·应具有自动和手动浮充电、均衡充电和稳流、限流充电等功能。
·充电装置的交流电源输入宜为三相制，额定频率为50Hz，额定电压为380(1±10%)V。小容量充电装置的交流电源输入电压可采用单相220(1±l0%)V。
·l组蓄电池配置1套充电装置的直流系统，充电装置的交流电源宜设2个回路，运行中l回路工作，另1回路备用。当工作电源故障时，应自动切换到备用电源。
7）蓄电池容量选择条件
·应满足全厂(所)事故全停电时间内的放电容量；
·应满足事故初期(Imin)直流电动机启动电流和其他冲击负荷电流的放电容量；
·应满足蓄电池组持续放电时间内随机(5s)冲击负荷电流的放电容量；
·应以*严重的事故放电阶段，计算直流母线电压水平。

程控直流电源 、性能及分类：

直流电源（DC power）有正、负两个电极，正极的电位高，负极的电位低，当两个电极与电路连通后，能够使电路两端之间维持恒定的电位差，从而在外电路中形成由正极到负极的电流。 
单靠水位高低之差不能维持稳恒的水流，而借助于水泵持续地把水由低处送往高处就能维持一定的水位差而形成稳恒的水流。与此类似，单靠电荷所产生的静电场不能维持稳恒的电流，而借助于直流电源，就可以利用非静电作用（简称为“非静电力”）使正电荷由电位较低的负极处经电源内部返回到电位较高的正极处，以维持两个电极之间的电位差，从而形成稳恒的电流。因此，直流电源是一种能量转换装置，它把其他形式的能量转换为电能供给电路，以维持电流的稳恒流动。 　　
直流电源中的非静电力是由负极指向正极的。当直流电源与外电路接通后，在电源外部（外电路），由于电场力的推动，形成由正极到负极的电流。而在电源内部（内电路），非静电力的作用则使电流由负极流到正极，从而使电荷的流动形成闭合的循环。 表征电源本身的一个重要特征量是电源的电动势，它等于单位正电荷从负极通过电源内部移到正极时非静电力所作的功。当电源给电路提供能量时，所供给的功率P等于电源的电动势E与电流I两者的乘积,P=E I。电源的另一个特征量是它的内电阻(简称内阻)R0，当通过电源的电流为I时,电源内部损耗的热功率（即单位时间内产生的焦耳热）等于R0I。 　　
当电源的正、负两极没有连通时,电源处于断路（开路）状态，这时电源两电极之间的电位差在量值上即等于电源的电动势。在断路状态下，不发生非电能与电能的相互转换。当把负载电阻接到电源的两极上以构成闭合回路时，通过电源内部的电流从负极流到正极，这时，电源所提供的功率E I等于输送到外电路的功率U I（U是电源正极与负极之间的电位差）与内电阻中损耗的热功率R0I之和，E I=U IR0I。于是，当电源向负载电阻提供功率时，电源两极间的电位差U=E-R0I。 　　
当用另一个电动势较大的电源接到电动势较小的电源上，正极接正极，负极接负极（例如用直流发电机对蓄电池组充电）时，在电动势较小的电源内部，电流是从它的正极流到负极的，这时，外界向电源输入电功率U I，它等于电源中单位时间内储存的能量E I与内电阻中损耗的热功率R0I之和，U I=E IR0I。于是，当外界向电源输入功率时，外界加到电源两极之间的电压应为U=ER0I。 　　
当电源的内电阻可以忽略不计时，可以认为电源的电动势在量值上近似地等于电源两极间的电位差或电压。 　　
为了取得较高的直流电压，常将直流电源串联使用，这时总电动势为各电源的电动势之和，总内阻也为各电源内电阻之和。由于内阻增大，一般只能用于所需电流强度较小的电路。为了取得较大的电流强度，可以将等电动势的直流电源并联使用，这时总电动势即为单个电源的电动势，总内阻为各电源内电阻的并联值。 　　
直流电源的类型很多，不同类型的直流电源中，非静电力的性质不同，能量转换的过程也不同。在化学电池（例如干电池、蓄电池等）中，非静电力是与离子的溶解和沉积过程相联系的化学作用,化学电池放电时,化学能转化为电能和焦耳热在温差电源（例如金属温差电偶、半导体温差电偶）中，非静电力是与温度差和电子的浓度差相联系的扩散作用，温差电源向外电路提供功率时，热能部分地转化为电能。在直流发电机中,非静电力是电磁感应作用,直流发电机供电时，机械能转化为电能与焦耳热。在光电池中，非静电力是光生伏打效应的作用，光电池供电时，光能转化为电能和焦耳热。

程控直流电源 、故障诊断：

电子电路调试过程中出现的各种故障是难免的， 下面介绍几种常用的诊断电子电路故障：
（1)直观检查法 直观检查法是在电路不通电的情况下，通过目测，对照电路原理图和装配图，检查每个 器件和集成电路的型号是否正确，极性有无接反，管脚有无损坏，连线有无接错（包括漏、 错线、短路和接触**等） 。 （2)信号寻迹法按照信号的流向逐级寻找故障。 一般在电路的输入增加适当信号， 然后用示波器或电压表逐级检查信号在电路内部的传输情况， 从而观察判断其功能是否正常。 如有问题应及时处理。 信号寻迹法也可以从输出级向输入级倒退进行，即先从*后**的输入端加合适信号， 观察输出端是否正常。若正常，再将信号加到前**的输入端，继续进行检查，直至各电路都正常为止。
（3)分割测试法 对于一些有反馈回路的故障判断是比较困难的， 如振荡器、 带有各种类型反馈的放大器， 因为它们各级的工作情况互相有牵连， 查找故障时需把反馈环路断开， 接入一个合适的信号， 使电路成为开环系统，然后再逐级查找发生故障的部分。
（4)对半分割法 当电路由若干串联模块组成时，可将其分割成两个相等的部分（对半分割） ，通过测试的方法先判断这两部分中究竟哪一部分有故障，然后把有故障的部分再分成两半来进行检查，直到找出故障的位置。显然，采用半分割法可以减少测试的工作量。
（5)替代法 用经过测试且工作正常的单元电路， 代替相同的但存在故障或有疑问的相应电路， 以便 快速判断故障的部位。有些元器件的故障往往不很明显，如电容器的漏电，电阻的变质，晶体管和集成电路的性能下降等， 可以用相同规格的**元器件逐一替代， 从而确定有故障的元器件。 应当指出，为了迅速查找电路的故障，可以根据具体情况灵活运用上述一种或几种方法，切不可盲目检测，否则不但不能找出故障，反而可能引出新的故障。