我们今天来看看实际的可编程直流电源是如何工作的。电源有很多种，具有不同的具体功能。可编程直流电源在各个行业有众多的应用。我们将探索电源的一些特性，并了解这些特性如何为电源提供多功能性，以满足不同的应用需求。事实上，看似简单的产品可能包含着复杂的技术。

　　一、电源工作方法概述

　　图1所示为直流电源的基本电路块。变压器将交流线路与电路的其余部分电隔离。变压器还调整交流线路电压下降或上升，根据最大直流输出电压所需和电源是预期的。

　　整流电路模块将来自变压器的交流电压转换成单极交流电压。接下来，滤波器模块将单极性交流电压转换为具有纹波效应的不完美直流电压。

　　电压调节器将输出电压调整到所需的电平，并进行进一步的滤波，使输出为恒定的直流电压。

　　这些电路模块包含许多元件，没有一个是理想的。电容器和电感器有寄生电阻、寄生电容（在电感器中）和寄生电感（在电容器中）。晶体管和二极管具有随温度变化的IV特性。所有元件在其参数值上都有一定的公差、消耗功率、具有功率限制并产生噪声。这些非理想特性使电源不能成为绝对恒定的直流输出源。

　　二、与理想输出的偏差

　　直流电源提供的输出并不总是用户编程的输出。制造商将根据组件公差定义特定直流输出的精度:输出精度或显示精度。当环境温度超出电源的校准温度范围时，制造商还可以指定一个温度系数，将其添加到输出公差中。直流输出下降到编程值以下的另一个原因是，当使用高电流负载时，电源中的组件的内阻受到更大的电压。制造商指定这种影响作为负载调节，表示为从满电压的百分比误差。要完全确定一个直流电源的输出精度，这个负载调节误差应该加到输出精度中。

　　直流电源的直流输出端也会有噪声。由于电子在金属结构中的运动和碰撞，所有电子元件中都存在固有噪声。这种噪声称为约翰逊噪声。由于交流线路上的条件、环境电磁干扰（EMI）和地线上的杂散电流，电源输出中也会出现噪声。与其他电子仪器一样，电源中的噪声最小化需要良好设计技术的细节。但是再好的设计，在直流电源的输出端也会有噪声。

　　三、电源拓扑结构

　　有两种类型的电源拓扑。电源设计可以使用线性拓扑或开关模式拓扑。它们的设计区别在于整流模块和调压模块。

　　（1）线性拓扑结构

　　在线性设计中，有一个恒定的电流流过电路。这种设计的优点是低噪音和低复杂度，但效率不是很高。线性电源的效率低于50%。

　　（2）开关拓扑结构

　　另一方面，开关模式电源可以达到90%的效率，但其复杂性和输出噪声要高得多。噪声较高的原因是有源元件，即晶体管，用作开关，在kHz的频率上打开和关闭电源。开关模式电源的优点是，它们比同等容量的线性电源更小、更轻。开关模式电源可与更轻的重量和更小的变压器一起使用。此外，开关频率越高，所有电感元件元件越小。

　　虽然这两种拓扑结构都适用于几百瓦以内的电源，但开关模式电源主要用于设计功率超过500W甚至千瓦的电源。对于千瓦级的电源，变压器也会非常大，而且很重。