受控電源簡介

受控電源又稱“非獨立電源”。一種具有兩個支路的四端元件。其中一條支路是電壓源或電流源，另一支路則開路或短路，而電壓源或電流源的數(shù)值受控于開路電壓或短路電流。故有四類：電壓控制電壓源、電壓控制電流源、電流控制電壓源及電流控制電流源。常用于分析帶有晶體管和運算放大器的電路 。

受控電壓源的激勵電壓或受控電流源的激勵電流與獨立電壓源的激勵電壓或獨立電流源的激勵電流有所不同，后者是獨立量，前者則受電路中某部分電壓或電流控制。

雙極晶體管的集電極電流受基極電流控制，運算放大器的輸出電壓受輸入電壓控制，所以這類器件的電路模型中要用到受控電源。

受控電源是在電子電路，如晶體管電路的電路模型分析中引用的一類理想電路元件。根據(jù)定義，受控電源是一個具有兩條支路的元件，其中一條支路是電壓源或電流源，另一條支路是開路或短路；電壓源的電壓值或電流源的電流值受另一條支路的開路電壓或短路電流控制。換句話說，受控電源的電壓或電流值是另一條支路的電壓或電流參數(shù)的函數(shù) 。

1.受控電壓源的端電壓或受控電流源的輸出電流只隨其控制量的變化而變化，若控制量不變，受控電壓源的端電壓或受控電流源的輸出電流將不會隨外電路變化而變化。即受控源在控制量不變的情況下，其特性與獨立源相同。

2.對于獨立源推導得出的結(jié)論，基本也適用于受控源。

3.在對含受控源電路的分析過程中，受控源的控制量所在支路必須保留，不允許有任何改變。

已知獨立源作為電路輸入，表示了外界對電路的作用，即獨立源在電路中起著“激勵”作用，由于它的存在才能在電路中引起電流、電壓和功率。而受控電源表示某處電壓或電流控制另一處電壓或電流的能力，并不起“激勵”作用。由受控源模型可知，受控源為有源雙口網(wǎng)絡(luò)，從受控角度說，受控源是一種具有揭合性質(zhì)的元件。其電壓或電流和另一個元件的電壓或電流有函數(shù)關(guān)系，完全不同于無源元件。后者的電壓和它自身的電流有函數(shù)關(guān)系。當然，重要的是受控源既為電源，它也和獨立源一樣具有源的根本屬性，即在一定條件下能向電路提供能量。不過受控源洪出能量的多少必需受控制量的支配，受控源不能單獨存在并輸出能量。具體說，若控制電壓U=0，電壓控制電壓源其所在處應短路；電壓控制電流源其所在處應開路。若控制電流I=0，電流控制電壓源其所在處應短路，電流控制電流源其所在處應開路。進一步分析，受控源可看作一種具有電阻性質(zhì)的元件處理，即能用一個等效電阻來代替它。由于電阻消耗能量，而受控源可以提供能量，所以此時其應為負值電阻 。

在電路分析中引入的電壓源和電流源元件的參數(shù)是給定的不變的時間函數(shù)，被稱為獨立電源。受控電源與獨立電源相比，有相同之處。受控電壓源的電壓值與其本身的電流無關(guān)，受控電流源的電流值與其本身的電壓無關(guān)。受控電壓源的電壓值為零時，它相當于“短路”電阻，受控電流源的電流值為零時，它相當于“開路”電阻。也正因為有此相同之處，這類元件才被稱作受控電源。

但是，在電路分析中受控電源與獨立電源的作用是不相同的。獨立電源是電路的激勵元件，它代表著能源，代表外界對電路提供能量的作用。而受控電源是用來表示電路中某處的電壓或電流變量控制另一處的電壓或電流變量值的現(xiàn)象，它本身不直接對電路起激勵作用。受控電源的電壓或電流的變量值不是給定的不變的時間函數(shù)，而是受電路中另一支路的電壓或電流控制，當這些控制電壓或電流變化時，受控電源的電源變量隨之變化；當控制電壓或電流為零時，受控電源的電源變量也變?yōu)榱?。正因有此現(xiàn)象，才把這類元件稱為“受控”電源。由于受控電源與獨立電源相比有此不同之處，所以受控電源的電源圖形是菱形的，而不是圓的。

在電路分析中，為了描述一些元器件的實際工作性能，電路模型中常常等效出另外一種電源——受控源。

受控源與獨立電源相比，在某些方面具有相同的特性，在另一些方面又有自身的特性。受控源向外電路提供的電壓或電流是受其他支路的電壓或電流控制的。

因此，受控源有兩對端鈕：一對為輸出電壓或電流的端鈕，稱為輸出端鈕；另一對為控制端鈕，輸入控制量，稱為輸入端鈕。因此，受控源是四端元件。

受控電壓源是受控源的一種，分為電流控制電壓源（CCVS）和電壓控制電壓源（VCVS）。 受控源是一種四端元件，它含有兩條支路，一條是控制支路，另一條是受控支路。

根據(jù)受控源是電壓源還是電流源，控制量是電流還是電壓，可分為四種不同的類型，即電壓控制電壓源（Voltage Controlled Voltage Source，VCVS）、電流控制電壓源（Current Controlled Voltage Source，CCVS）、電壓控制電流源（Voltage Controlled Current Source，VCCS）和電流控制電流源（Current Controlled Current Source，CCCS）。

受控源的受控量與控制量之比稱為受控源的參數(shù)，又稱為控制系數(shù)。μ、r、g、β分別為四種受控源的參數(shù)。其中，μ和β是量綱一的系數(shù)，μ稱為電壓放大系數(shù)，β稱為電流放大系數(shù)；r稱為轉(zhuǎn)移電阻，其單位為歐姆（Ω）；g稱為轉(zhuǎn)移電導，單位為西門子（S）。當它們?yōu)槌?shù)時，受控源是線性的。

對于簡單的受控源，如一條支路的電壓或電流受到另外一條支路的電壓或電流控制的情況，這樣的受控源是由兩條支路組成的一種理想化電路原件。

受控源的第一條支路的控制支路，呈開路或者短路狀態(tài)；第二條支路是受控支路，它是一個電壓源或電流源，起電壓或電流的量值受到第一條支路的電壓或電流的控制。

根據(jù)控制支路的控制量的不同，受控源分為四種，電壓控制電壓源（VCVS,即是英文Voltage Controlled Voltage Source的縮寫，下同。）電流控制電壓源（CCVS），電壓控制電流源（VCCS），電流控制電流源（CCCS），他們在電路中的符號如圖1所示為了與獨立源相區(qū)別，受控源采用了菱形符號表示，圖1中控制支路為開路或短路，分別對應于受控源的控制量是電壓或電流。

受控源的功率（如采用關(guān)聯(lián)方向）：

P =U1I1 U2I2=U2I2 （如圖1所示）

電壓源和電流源同屬于電源，且實際電壓源與實際電流源的外特性是相同的，因此兩電源對外電路是等效的，即電壓源和電流源可以等效互換，他們的等效關(guān)系為：

對于受控電源，若受控源是受控電壓源時，可以等效為一個受控電流源，若受控源是受控電路源時，則可等效為受控電壓源。

他們的等效關(guān)系與獨立電壓源與電流源之間的等效基本相同，但在變換過程中要保留控制量所在支路，而不能被變換掉。