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穩(wěn)壓電源的基礎(chǔ)知識(shí)

作者:admin發(fā)布時(shí)間:2021-11-12

穩(wěn)壓電源的基礎(chǔ)知識(shí)


一、交流穩(wěn)壓電源的分類及其特點(diǎn):

  能夠提供一個(gè)穩(wěn)定電壓和頻率的電源稱交流穩(wěn)定電源。目前國(guó)內(nèi)多數(shù)廠家所做的工作是交流電壓穩(wěn)定。下面結(jié)合市場(chǎng)有的交流穩(wěn)壓電源簡(jiǎn)述其分類特點(diǎn)。

  參數(shù)調(diào)整(諧振)型

  這類穩(wěn)壓電源,穩(wěn)壓的基本原理是LC串聯(lián)諧振,早期出現(xiàn)的磁飽和型穩(wěn)壓器就屬于這一類。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,無(wú)眾多的元器件,可靠性相當(dāng)高穩(wěn)壓范圍相當(dāng)寬,抗干擾和抗過(guò)載能力強(qiáng)。缺點(diǎn)是能耗大、噪聲大、笨重且造價(jià)高。

  在磁飽和原理的基礎(chǔ)上的發(fā)育進(jìn)形成的參數(shù)穩(wěn)壓器和我國(guó)50年代已流行的磁放大器調(diào)整型電子交流穩(wěn)壓器(即614型)均屬此類原理的交流穩(wěn)壓器。

 自耦(變比)調(diào)整型

  1、機(jī)械調(diào)壓型,即以伺服電機(jī)帶動(dòng)炭刷在自耦變壓器的的繞組滑動(dòng)面上移動(dòng),改變Vo對(duì)Vi的比值,以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)整和穩(wěn)定。該種穩(wěn)壓器可以從幾百瓦到幾千瓦。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,造價(jià)低,輸出波形失真?。坏捎谔克⒒瑒?dòng)接點(diǎn)易產(chǎn)生電火花,造成電刷損壞以至燒毀而失效;且電壓調(diào)整速度慢。

  2、改變抽頭型,將自耦變壓器做成多個(gè)固定抽頭,通過(guò)繼電器或可控硅(固態(tài)繼電器)做為開(kāi)關(guān)器10件,自動(dòng)改變抽頭位置,從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。

  該種型穩(wěn)壓器優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單,穩(wěn)壓范圍寬(130V-280V),效率高(≥95%),價(jià)格低。而缺點(diǎn)是穩(wěn)壓精度低(±8~10%)工作壽命短,它適用于家庭給空調(diào)器供電。

 大功率補(bǔ)償型--凈化型穩(wěn)壓器(含精密型穩(wěn)壓器)

  它用補(bǔ)償環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定,易實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制。

  它的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾性能好,穩(wěn)壓精度高(≤±1%)、響應(yīng)快(40~60ms)、電路簡(jiǎn)單、工作可靠。缺點(diǎn)是:帶計(jì)算機(jī),程控交換機(jī)等非線性負(fù)載時(shí)有低頻振蕩現(xiàn)象;輸入側(cè)電流失真度大,源功率因數(shù)較低;輸出電壓對(duì)輸入電壓有相移。對(duì)抗干擾功能要求較高的單位,在城市里應(yīng)用為宜,計(jì)算機(jī)供電時(shí),必須選用計(jì)算機(jī)總功率的2-3倍左右穩(wěn)壓器來(lái)使用。因具有穩(wěn)壓、抗干擾,響應(yīng)速度快、價(jià)格適中等優(yōu)點(diǎn),所以應(yīng)用廣泛。

 開(kāi)關(guān)型交流穩(wěn)壓電源

  它應(yīng)用于高頻脈寬調(diào)制技術(shù),與一般開(kāi)關(guān)電源的區(qū)別是它的輸出量必須是與輸入側(cè)同上頻、同相的交流電壓。它的輸出電壓波型有準(zhǔn)方波、梯型波、正弦波等,市場(chǎng)上的不間斷電源(UPS)抽掉其中的蓄電源和充電器,就是一臺(tái)開(kāi)關(guān)型交流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓性好,控制功能強(qiáng),易于實(shí)現(xiàn)智能化,是非常具有前途的交流穩(wěn)壓電源。但因其電路復(fù)雜,價(jià)格較高,所以推廣較慢。

  二、直流穩(wěn)定電源的種類及選用:

  直流穩(wěn)定電源按習(xí)慣可分為化學(xué)電源,線性穩(wěn)定電源和開(kāi)關(guān)型穩(wěn)定電源,它們又分別具有各種不同類型:

  化學(xué)電源

  我們平常所用的干電池、鉛酸蓄電池、鎳鎘、鎳氫、鋰離子電池均屬于這一類,各有其優(yōu)缺點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,又產(chǎn)生了智能化電池;在充電電池材料方面,美國(guó)研制 員發(fā)現(xiàn)錳的一種碘化物,用它可以制造出便宜、小巧、放電時(shí)間 ,多次充電后仍保持性能良好的環(huán)保型充電電池。

  線性穩(wěn)定電源

  線性穩(wěn)定電源有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是它的功率器件調(diào)整管工作在線性區(qū),靠調(diào)整管之間的電壓降來(lái)穩(wěn)定輸出。由于調(diào)整管靜態(tài)損耗大,需要安裝一個(gè)很大的散熱器給它散熱。而且由于變壓器工作在工頻(50Hz)上,所以重量較大。

  該類電源優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性高,紋波小,可靠性高,易做成多路,輸出連續(xù)可調(diào)的成品。缺點(diǎn)是體積大、較笨重、效率相對(duì)較低。這類穩(wěn)定電源又有很多種,從輸出性質(zhì)可分為穩(wěn)壓電源和穩(wěn)流電源及集穩(wěn)壓、穩(wěn)流于一身的穩(wěn)壓穩(wěn)流(雙穩(wěn))電源。從輸出值來(lái)看可分定點(diǎn)輸出電源、波段開(kāi)關(guān)調(diào)整式和電位器連續(xù)可調(diào)式幾種。從輸出指示上可分指針指示型和數(shù)字顯示式型等等。

 開(kāi)關(guān)型直流穩(wěn)壓電源

  與線性穩(wěn)壓電源不同的一類穩(wěn)電源就是開(kāi)關(guān)型直流穩(wěn)壓電源,它的電路型式主要有單端反激式,單端正激式、半橋式、推挽式和全橋式。它和線性電源的根本區(qū)別在于它變壓器不工作在工頻而是工作在幾十千赫茲到幾兆赫茲。功能管不是工作在飽和及截止區(qū)即開(kāi)關(guān)狀態(tài);開(kāi)關(guān)電源因此而得名。

  開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)是體積小,重量輕,穩(wěn)定可靠;缺點(diǎn)相對(duì)于線性電源來(lái)說(shuō)紋波較大(一般≤1%VOP-P),好的可做到十幾mVP-P)或更小)。它的功率可自幾瓦-幾千瓦均有產(chǎn)品。價(jià)位為3-十幾萬(wàn)元/瓦,下面就一般習(xí)慣分類介紹幾種開(kāi)關(guān)電源:

  AC/DC電源

  該類電源也稱一次電源,它自電網(wǎng)取得能量,經(jīng)過(guò)高壓整流濾波得到一個(gè)直流高壓,供DC/DC變換器在輸出端獲得一個(gè)或幾個(gè)穩(wěn)定的直流電壓,功率從幾瓦-幾千瓦均有產(chǎn)品,用于不同場(chǎng)合。屬此類產(chǎn)品的規(guī)格型號(hào)繁多,據(jù)用戶需要而定通信電源中的一次電源(AC220輸入,DC48V24V輸出)也屬此類。

  ② DC/DC電源

  在通信系統(tǒng)中也稱二次電源,它是由一次電源或直流電池組提供一個(gè)直流輸入電壓,經(jīng)DC/DC變換以后在輸出端獲一個(gè)或幾個(gè)直流電壓。

  通信電源

  通信電源其實(shí)質(zhì)上就是DC/DC變換器式電源,只是它一般以直流-48V-24V供電,并用后備電池作DC供電的備份,將DC的供電電壓變換成電路的工作電壓,一般它又分中央供電、分層供電和單板供電三種,以后者可靠性最高。

  電臺(tái)電源

  電臺(tái)電源輸入AC220V/110V,輸出DC13.8V,功率由所供電臺(tái)功率而定,幾安幾百安均有產(chǎn)品。為防止AC電網(wǎng)斷電影響電臺(tái)工作,而需要有電池組作為備份,所以此類電源除輸出一個(gè)13.8V直流電壓外,還具有對(duì)電池充電自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能。

  模塊電源

  隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,對(duì)電源可靠性、容量/體積比要求越來(lái)越高,模塊電源越來(lái)越顯示其優(yōu)越性,它工作頻率高、體積小、可靠性高,便于安裝和組合擴(kuò)容,所以越來(lái)越被廣泛采用。目前,目前國(guó)內(nèi)雖有相應(yīng)模塊生產(chǎn),但因生產(chǎn)工藝未能趕上國(guó)際水平,故障率較高。

  DC/DC模塊電源目前雖然成本較高,但從產(chǎn)品的漫長(zhǎng)的應(yīng)用周期的整體成本來(lái)看,特別是因系統(tǒng)故障而導(dǎo)致的高昂的維修成本及商譽(yù)損失來(lái)看,選用該電源模塊還是合算合算的,在此還值得一提的是羅氏變換器電路,它的突出優(yōu)點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,效率高和輸出電壓、電流的紋波值接近于零。

  特種電源

  高電壓小電流電源、大電流電源、400Hz輸入的AC/DC電源等,可歸于此類,可根據(jù)特殊需要選用。開(kāi)關(guān)電源的價(jià)位一般在2-8/瓦特殊小功率和大功率電源價(jià)格稍高,可達(dá)11-13/瓦。

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