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|列兵
分類:分以下四大類:
交流穩(wěn)壓電源
直流穩(wěn)壓電源
逆變式穩(wěn)壓電源
開關(guān)穩(wěn)壓電源
交流穩(wěn)壓電源
又稱交流穩(wěn)壓器。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,特別是電子計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到各工業(yè)、科研領(lǐng)域后,各種電子設(shè)備都要求穩(wěn)定的交流電源供電,電網(wǎng)直接供電已不能滿足需要,交流穩(wěn)壓電源的出現(xiàn)解決了這一問題。常用的交流穩(wěn)壓電源有:
①鐵磁諧振式交流穩(wěn)壓器。由飽和扼流圈與相應(yīng)的電容器組成,具有恒壓伏安特性。
②磁放大器式交流穩(wěn)壓器。將磁放大器和自耦變壓器串聯(lián)而成,利用電子線路改變磁放大器的阻抗以穩(wěn)定輸出電壓。
③滑動式交流穩(wěn)壓器。通過改變變壓器滑動接點(diǎn)位置穩(wěn)定輸出電壓。
④感應(yīng)式交流穩(wěn)壓器??扛淖冏儔浩鞔巍⒊跫夒妷旱南辔徊?,使輸出交流電壓穩(wěn)定。
⑤晶閘管交流穩(wěn)壓器。用晶閘管作功率調(diào)整元件。穩(wěn)定度高、反應(yīng)快且無噪聲。但對通信設(shè)備和電子設(shè)備造成干擾。20世紀(jì)80年代以后,又出現(xiàn)3種新型交流穩(wěn)壓電源:補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器。數(shù)控式和步進(jìn)式交流穩(wěn)壓器。凈化式交流穩(wěn)壓器。具有良好隔離作用,可消除來自電網(wǎng)的尖峰干擾。
數(shù)控穩(wěn)壓電源:是通過觀察區(qū)在設(shè)備輸出端取樣,對現(xiàn)時(shí)電壓跟額定電壓作出比較、核對,如比較為負(fù)值,則發(fā)送數(shù)據(jù)到中央處理器(CPU),由中央處理器作出電壓加的命令。同時(shí),檢測區(qū)檢測半導(dǎo)體是否已開、關(guān)。確認(rèn)無誤后,中央處理器做出電壓加的命令控制半導(dǎo)體工作,從而達(dá)到額定電壓的標(biāo)準(zhǔn)。如果正值,中央處理器則做出電壓減的命令,整個(gè)過程全部數(shù)字化只需0.048秒時(shí)間。
本設(shè)備將瞬間反復(fù)變化的電壓通過數(shù)字控制回路穩(wěn)定來確保輸出電壓始終為額定電壓。
采用數(shù)碼式控制原理監(jiān)控電壓的變化,通過電子晶閘開關(guān)調(diào)整變壓器的TAP來始終保持穩(wěn)定的輸出電壓的數(shù)碼式電源穩(wěn)壓器(DIGITAL TAPCHANGING METHOD)
直流穩(wěn)壓電源
又稱直流穩(wěn)壓器。它的供電電壓大都是交流電壓,當(dāng)交流供電電壓的電壓或輸出負(fù)載電阻變化時(shí),穩(wěn)壓器的直接輸出電壓都能保持穩(wěn)定。穩(wěn)壓器的參數(shù)有電壓穩(wěn)定度、紋波系數(shù)和響應(yīng)速度等。前者表示輸入電壓的變化對輸出電壓的影響。紋波系數(shù)表示在額定工作情況下,輸出電壓中交流分量的大?。缓笳弑硎据斎腚妷夯蜇?fù)載急劇變化時(shí),電壓回到正常值所需時(shí)間。直流穩(wěn)壓電源分連續(xù)導(dǎo)電式與開關(guān)式兩類。前者由工頻變壓器把單相或三相交流電壓變到適當(dāng)值,然后經(jīng)整流、濾波,獲得不穩(wěn)定的直流電源,再經(jīng)穩(wěn)壓電路得到穩(wěn)定電壓(或電流)。這種電源線路簡單、紋波小、相互干擾小,但體積大、耗材多,效率低(常低于40%~60%)。后者以改變調(diào)整元件(或開關(guān))的通斷時(shí)間比來調(diào)節(jié)輸出電壓,從而達(dá)到穩(wěn)壓。這類電源功耗小,效率可達(dá)85%左右,但缺點(diǎn)是紋波大、相互干擾大。所以,80年代以來發(fā)展迅速。從工作方式上可分為:
①可控整流型。用改變晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間來調(diào)整輸出電壓。
②斬波型。輸入是不穩(wěn)定的直流電壓,以改變開關(guān)電路的通斷比得到單向脈動直流,再經(jīng)濾波后得到穩(wěn)定直流電壓。
③變換器型。不穩(wěn)定直流電壓先經(jīng)逆變器變換成高頻交流電,再經(jīng)變壓、整流、濾波后,從所得新的直流輸出電壓取樣,反饋控制逆變器工作頻率,達(dá)到穩(wěn)定輸出直流電壓的目的。
電器用途
交流穩(wěn)壓電源應(yīng)用于計(jì)算機(jī)及其周邊裝置、醫(yī)療電子儀器、通訊廣播設(shè)備、工業(yè)電子設(shè)備、自動生產(chǎn)線等現(xiàn)代高科技產(chǎn)品的穩(wěn)壓和保護(hù)。[3] 直流穩(wěn)壓電源廣泛應(yīng)用于國防、科研、大專院校、實(shí)驗(yàn)室、工礦企業(yè)、電解、電鍍、充電設(shè)備等的直流供電。
(1)可用于各種電子設(shè)備老化,如PCB板老化,家電老化,各類IT產(chǎn)品老化,CCFL老化,燈管老化
(2)適用于需要自動定時(shí)通、斷電,自動記周期數(shù)的電子元件的老化、測試
(3)電解電容器脈沖老練
(4)電阻器,繼電器,馬達(dá)等測試?yán)暇?br> (5)整機(jī)老練;電子元器件性能測試,例行試驗(yàn)
逆變式穩(wěn)壓電源
所謂逆變式穩(wěn)壓電源也叫變頻電源, 本變頻電源采用16位摩托羅拉處理器控制、高頻PWM設(shè)計(jì)、原裝進(jìn)口三菱1GBT推動.效率達(dá)85%以上。反應(yīng)快速,對100%除載/加載,穩(wěn)壓反應(yīng)時(shí)間在 2ms以內(nèi)。本變頻電源超載能力強(qiáng),瞬間電流能承受額定電流的300%。波形純正,頻率高穩(wěn)定,不產(chǎn)生干擾磁波(EMI、EMC)。變頻電源不但是研發(fā)和實(shí)驗(yàn)室,計(jì)量室的最佳電源,也是EM/EMC/安規(guī)測試的標(biāo)準(zhǔn)電源。
◇該變頻電源具有負(fù)載適應(yīng)性強(qiáng)、效率高,穩(wěn)定度佳,輸出波形品質(zhì)好、操作簡便、體積小、重量輕的特點(diǎn)。本變頻電源針對世界各地不同電源種類,使用者不僅可以模擬其電壓和頻率(47~63Hz)作測試應(yīng)用;其中按國家軍標(biāo)特制的中頻電源還可以支援400Hz頻率的國防軍事偵測、航空電子及航海、通訊等應(yīng)用設(shè)備。
◇本變頻電源不管是純阻性,容性,電感性或非線性負(fù)載均可長期正常使用。三相可單相使用??蓭ж?fù)載調(diào)節(jié)電壓和頻率。其中部分機(jī)型可設(shè)置開機(jī)密碼,方便生產(chǎn)車間安全使用。
開關(guān)穩(wěn)壓電源
圖1畫出了開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理圖及等效原理框圖,它是由全波整流器,開關(guān)管V,激勵信號,續(xù)流二極管Vp,儲能電感和濾波電容C組成。實(shí)際上,開關(guān)穩(wěn)壓電源的核心部分是一個(gè)直流變壓器。
逆變器,它是把直流轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣鞯难b置。逆變器通常被廣泛地應(yīng)用在采用電平或電池組成的備用電源中。
直流變換器,它是把直流轉(zhuǎn)換成交流,然后又把交流轉(zhuǎn)換成直流的裝置。這種裝置被廣泛地應(yīng)用在開關(guān)穩(wěn)壓電源中。采用直流變換器可以把一種直流供電電壓變換成極性、數(shù)值各不同的多種直流供電電壓。
優(yōu)點(diǎn)
[1].功耗小,效率高。在圖1中的開關(guān)穩(wěn)壓電源電路中,晶體管V在激勵信號的激勵下,它交替地工作在導(dǎo)通—截止和截止—導(dǎo)通的開關(guān)狀態(tài),轉(zhuǎn)換速度很快,頻率一般為50kHz左右,在一些技術(shù)先進(jìn)的國家,可以做到幾百或者近1000kHz。這使得開關(guān)晶體管V的功耗很小,電源的效率可以大幅度地提高,其效率可達(dá)到80%。
[2].體積小,重量輕。從開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理框圖可以清楚地看到這里沒有采用笨重的工頻變壓器。由于調(diào)整管V上的耗散功率大幅度降低后,又省去了較大的散熱片。由于這兩方面原因,所以開關(guān)穩(wěn)壓電源的體積小,重量輕。
[3].穩(wěn)壓范圍寬。從開關(guān)穩(wěn)壓電源的輸出電壓是由激勵信號的占空比來調(diào)節(jié)的,輸入信號電壓的變化可以通過調(diào)頻或調(diào)寬來進(jìn)行補(bǔ)償,這樣,在工頻電網(wǎng)電壓變化較大時(shí),它仍能夠保證有較穩(wěn)定的輸出電壓。所以開關(guān)電源的穩(wěn)壓范圍很寬,穩(wěn)壓效果很好。此外,改變占空比的方法有脈寬調(diào)制型和頻率調(diào)制型兩種。這樣,開關(guān)穩(wěn)壓電源不僅具有穩(wěn)壓范圍寬的優(yōu)點(diǎn),而且實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的方法也較多,設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的要求,靈活地選用各種類型的開關(guān)穩(wěn)壓電源。
[4].濾波的效率大為提高,使濾波電容的容量和體積大為減少。開關(guān)穩(wěn)壓電源的工作頻率目前基本上是工作在50kHz,是線性穩(wěn)壓電源的1000倍,這使整流后的濾波效率幾乎也提高了1000倍。就是采用半波整流后加電容濾波,效率也提高了500b倍。在相同的紋波輸出電壓下,采用開關(guān)穩(wěn)壓電源時(shí),濾波電容的容量只是線性穩(wěn)壓電源中濾波電容的1/500—1/1000。
[5].電路形式靈活多樣。例如,有自激式和他激式,有調(diào)寬型和調(diào)頻型,有單端式和雙端式等等,設(shè)計(jì)者可以發(fā)揮各種類型電路的特長,設(shè)計(jì)出能滿足不同應(yīng)用場合的開關(guān)穩(wěn)壓電源。
缺點(diǎn)
開關(guān)穩(wěn)壓電源的缺點(diǎn)是存在較為嚴(yán)重的開關(guān)干擾。開關(guān)穩(wěn)壓電源中,功率調(diào)整開關(guān)晶體管V工作在狀態(tài),它產(chǎn)生的交流電壓和電流通過電路中的其他元器件產(chǎn)生尖峰干擾和諧振干擾,這些干擾如果不采取一定的措施進(jìn)行抑制、消除和屏蔽,就會嚴(yán)重地影響整機(jī)的正常工作。此外由于開關(guān)穩(wěn)壓電源振蕩器沒有工頻變壓器的隔離,這些干擾就會串入工頻電網(wǎng),使附近的其他電子儀器、設(shè)備和家用電器受到嚴(yán)重的干擾。
目前,由于國內(nèi)微電子技術(shù)、阻容器件生產(chǎn)技術(shù)以及磁性材料技術(shù)與一些技術(shù)先進(jìn)國家還有一定的差距,因而造價(jià)不能進(jìn)一步降低,也影響到可靠性的進(jìn)一步提高。所以在中國的電子儀器以及機(jī)電一體化儀器中,開關(guān)穩(wěn)壓電源還不能得到十分廣泛的普及及使用。特別是對于無工頻變壓器開關(guān)穩(wěn)壓電源中的高壓電解電容器、高反壓大功率開關(guān)管、開關(guān)變壓器的磁芯材料等器件,在中國還處于研究、開發(fā)階段。在一些技術(shù)先進(jìn)國家,開關(guān)穩(wěn)壓電源雖然有了一定的發(fā)展,但在實(shí)際應(yīng)用中也還存在一些問題,不能十分令人滿意。這暴露出開關(guān)穩(wěn)壓電源的又一個(gè)缺點(diǎn),那就是電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,故障率高,維修麻煩。對此,如果設(shè)計(jì)者和制造者不予以充分重視,則它將直接影響到開關(guān)穩(wěn)壓電源的推廣應(yīng)用。當(dāng)今,開關(guān)穩(wěn)壓電源推廣應(yīng)用比較困難的主要原因就是它的制作技術(shù)難度大、維修麻煩和造價(jià)成本較高。
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