電能變換電源

人們要開發與利用電能就必須有相應的技術途徑、方法與相應的設備。廣義上講，凡是能夠為

用電者提供電能源的裝置就可稱其為電源，于是屬于電能產生、電能傳輸、電能分配、電能變

換等任何一個環節所使用的設備都可稱其為電源設備。實際上，為了更準確地表達一種電源設

備的功能與用途，一般將用于電能產生的設備或裝置稱為發電設備，如火力發電機組、水輪發

電機組、風力發電機組、柴油發電機組等；用于電能傳輸的設備或裝置稱為輸電設備；用于電

能分配控制的設備或裝置稱為配電設備；將具有電能變換功能的一類設備或裝置稱為電能變換

電源。當然，將廣義上的電源設備進行分類的方法有多種，但其目的都是為使設備的功能、用

途和特點在設備的名稱上能夠得以充分體現。

在有些情況下，發出電能的電源并不符合使用要求，需要進行再一次變換。這種變換是把一種

形態的電能變換為另一種形態的電能。這種電能形態的變換可以是交流電和直流電之間的變換

，也可以是電壓或電流幅值的變換，或者是交流電頻率與相數的變換。在有些場合下，這種電

能形態的變換可能僅僅是穩定精度的提高或對其他性能的改進。由于這種電源的輸入也是電能

，所以人們常把這種輸入和輸出都是電能的電源稱為電能變換電源。

電能變換電源不能產生電能，只能起到對電能進行參數變換或穩定處理的作用。常用的電能變

換設備主要有直流穩定電源和交流穩定電源兩大類。人們之所以需要這種設備，主要是人們日

常工作和生活所使用的各種用電設備對電能質量都有一定要求，這些要求通常包括供電電源是

交流還是直流、電壓額定值及其變化范圍、頻率額定值及其變化范圍、最大功率等，其中對供

電電壓的要求是最常見的也是最重要的一項要求。例如，有的用電設備要求為之提供額定頻率

為50Hz、額定電壓為220V的交流電，而且電壓變化不超過額定值的+/-10%，即電壓應在198V到

242V之間，如果超出這個范圍，可能導致用電設備不工作不正常；采用鋰離子電池的手機配套

的充電器，要求其輸出為恒壓恒流的直流，電壓上限為4.25V，而且最大輸出電流要控制在某

額定值以下，否則就有可能導致鋰離子電池損壞。自動化程度較高生產線，對供電電壓保持穩

定不變的要求比手機充電器等生活用電設備更嚴格。

由此可見，電能變換設備是一種介于發電設備與用電設備之間的必備設備，是一種介于發電設

備與用電設備之間的電能加工廠。僅就用電設備的供電電壓而言，其值應該具有一定的穩定性

，最好是供電電壓穩定不變。用電設備一經確定后，為之供電的電壓也就確定了，于是為之供

電的電源電壓能否滿足用電設備需求，就成了由供電電源本身決定的事。一般來說，電供電電

源電壓的穩定性不能滿足負載要求時，最簡單的辦法就是在負載前面加裝一個調壓器，這個調

壓器送給負載的可以是直流也可以是交流，通過調壓器將供給負載的電壓調到符合要求。但人

工調整不但麻煩，有時甚至是不可能的，于是能夠自動調整與穩定電壓的電源（穩壓器）便應

運而生。這種電源的功能就是自動保持輸出電壓的穩定，當然，這里所說的“穩定”就是指電壓

的變化很小，并不是絕對不變。

要制造這種自動穩壓的電能變換設備（包括實現參數變換或穩定處理的其他設備），就必須有

相應的技術理論作支撐，這種技術理論就是電力電子技術。電力電子技術是以電能控制和變換

為研究對象的電子技術，它是一門利用由電子電力器件構成的電能變換電路對電能進行變換和

控制的學科，可以認為電力電子技術就是電能處理技術。正是由于電力電子技術在電能變換設

備中的支撐作用，人們通常將利用電力電子技術而制造出的電能變換設備稱為電力電子電源或

功率變換電源。