【穩(wěn)壓電源百科】穩(wěn)壓電源的用途 穩(wěn)壓電源知識(shí)大全
穩(wěn)壓電源發(fā)展歷史
1955年美國的科學(xué)家羅那(G.H.Royer)首先研制成功了利用磁芯的飽和來進(jìn)行自激振蕩的晶體管直流變換器。此后,利用這一技術(shù)的各種形式的精益求精直流變換器不斷地被研制和涌現(xiàn)出來,從而取代了早期采用的壽命短、可靠性差、轉(zhuǎn)換效率低的旋轉(zhuǎn)和機(jī)械振子示換流設(shè)備。由于晶體管直流變換器中的功率晶體管工作在開關(guān)狀態(tài),所以由此而制成的穩(wěn)壓電源輸出的組數(shù)多、極性可變、效率高、體積小、重量輕,因而當(dāng)時(shí)被廣泛地應(yīng)用于航天及軍事電子設(shè)備。由于那時(shí)的微電子設(shè)備及技術(shù)十分落后,不能制作出耐壓高、開關(guān)速度較高、功率較大的晶體管,所以這個(gè)時(shí)期的直流變換器只能采用低電壓輸入,并且轉(zhuǎn)換的速度也不能太高。
60年代,由于微電子技術(shù)的快速發(fā)展,高反壓的晶體管出現(xiàn)了,從此直流變換器就可以直接由市電經(jīng)整流、濾波后輸入,不再需要工頻變壓器降壓了,從而極大地?cái)U(kuò)大了它的應(yīng)用范圍,并在此基礎(chǔ)上誕生了無工頻降壓變壓器的開關(guān)電源。省掉了工頻變壓器,又使開關(guān)穩(wěn)壓電源的體積和重量大為減小,開關(guān)穩(wěn)壓電源才真正做到了效率高、體積小、重量輕。
70年代以后,與這種技術(shù)有關(guān)的高頻,高反壓的功率晶體管、高頻電容、開關(guān)二極管、開關(guān)變壓器的鐵芯等元件也不斷地研制和生產(chǎn)出來,使無工頻變壓器開關(guān)穩(wěn)壓電源得到了飛速的發(fā)展,并且被廣泛地應(yīng)用于電子計(jì)算機(jī)、通信、航天、彩色電視機(jī)等領(lǐng)域,從而使無工頻變壓器開關(guān)穩(wěn)壓電源成為各種電源的佼佼者。
使用穩(wěn)壓電源的必要性
隨著社會(huì)飛速前進(jìn),用電設(shè)備與日俱增。但電力輸配設(shè)施的老化和發(fā)展滯后,以及設(shè)計(jì)不良和供電不足等原因造成末端用戶電壓的過低,而線頭用戶則經(jīng)常電壓偏高。對(duì)用電設(shè)備特別是對(duì)電壓要求嚴(yán)格的高新科技和精密設(shè)備,猶如沒有上保險(xiǎn)。
不穩(wěn)定的電壓會(huì)給設(shè)備造成致命傷害或誤動(dòng)作,影響生產(chǎn),造成交貨期延誤、質(zhì)量不穩(wěn)定等多方面損失。同時(shí)加速設(shè)備的老化、影響使用壽命甚至燒毀配件,使業(yè)主面臨需要維修的困擾或短期內(nèi)就要更新設(shè)備,浪費(fèi)資源;嚴(yán)重者甚至發(fā)生安全事故,造成不可估量的損失。
穩(wěn)壓電源主要功能
穩(wěn)定電壓
當(dāng)電網(wǎng)電壓出現(xiàn)瞬間波動(dòng)時(shí),穩(wěn)壓電源會(huì)以10-30ms的響應(yīng)速度對(duì)電壓幅值進(jìn)行補(bǔ)償,使其穩(wěn)定在±2%以內(nèi)。
多功能綜合保護(hù)
穩(wěn)壓器除了最基本的穩(wěn)定電壓功能以外,還應(yīng)具有過壓保護(hù)(超過輸出電壓的 10%)、欠壓保護(hù)(低于輸出電壓的-10%)、缺相保護(hù)、短路過載保護(hù)最基本的保護(hù)功能。
尖脈沖抑制(可選):
電網(wǎng)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)幅值很高,脈寬很窄的尖脈沖,它會(huì)擊穿耐壓較低的電子元件。穩(wěn)壓電源的抗浪涌組件能夠?qū)@樣的尖脈沖起到很好的抑制作用。
隔離傳導(dǎo)性EMI電磁干擾(可選):
數(shù)控設(shè)備多采用AC/DC整流 PFC高頻功率因數(shù)校正,自身有一定的干擾性同時(shí)對(duì)干擾源也有嚴(yán)格要求。穩(wěn)壓電源的濾波組件能夠有效隔離電網(wǎng)對(duì)設(shè)備的干擾同時(shí)也能有效隔離設(shè)備對(duì)電網(wǎng)的干擾。
防雷
應(yīng)具有的防雷擊能力。
穩(wěn)壓電源工作原理
工頻交流電源經(jīng)過變壓器降壓、整流、濾波后成為一穩(wěn)定的直流電。圖中其余部分是起電壓調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓作用的控制部分。電源接上負(fù)載后,通過采樣電路獲得輸出電壓,將此輸出電壓和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。如果輸出電壓小于基準(zhǔn)電壓,則將誤差值經(jīng)過放大電路放大后送入調(diào)節(jié)器的輸入端,通過調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)使輸出電壓增加,直到和基準(zhǔn)值相等;如果輸出電壓大于基準(zhǔn)電壓,則通過調(diào)節(jié)器使輸出減小。
穩(wěn)壓器電路由=l2V電源電路、電壓檢測控制電路、過電壓保護(hù)組成,l2V電源電路由調(diào)壓變壓器T的W4、W5繞組和整流二極管VDl-VD4、濾波電容器Cl、C2組成。電壓檢測控制電路由電阻器R-R7、電位器RPl、Rm、穩(wěn)壓二極管VS、電容器C3、C4和運(yùn)算放大器集成電路IC(Nl-N3)組成。過電壓保護(hù)電路由IC內(nèi)部的N3、晶體管V3、電阻器Rl2和繼電器K組成。自動(dòng)調(diào)壓電路由電阻器R8-Rll、晶體管Vl、V2、直流電動(dòng)機(jī)M、滑動(dòng)觸頭和T的Wl-W3繞組組成。將交流穩(wěn)壓器的輸大端與市電相接后,在T的W4、W5繞組上產(chǎn)生了感應(yīng)電壓。該電壓經(jīng)VDl-VD4整流及Cl、C2濾波后,為IC和Vl、V2等提供士l2V不穩(wěn)定工作電壓。 l2V電壓還有其他作用。經(jīng)Rl-R3分壓、VS穩(wěn)壓后,分別為Nl-N3的反相輸入端提供基準(zhǔn)電壓;為過電壓保護(hù)電路申的K和V3提供工作電源;經(jīng)R4、RP2、R6分壓后,為Nl和N2的正相輸入端提供檢測電壓;經(jīng)R7、RPl、R5分壓后,為N3的正相輸入端提供檢測電壓。
Nl-N3將正相輸大端的檢測電壓與反相輸大端的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,用產(chǎn)生的誤差電壓去控制自動(dòng)調(diào)壓電路。
當(dāng)市電電壓正常時(shí),Nl和N2的輸出端電壓為OV,Vl和V2均處于截止?fàn)顟B(tài),電動(dòng)機(jī)M不工作。
當(dāng)市電電壓偏低時(shí),Nl和N2輸出低電平,使V2導(dǎo)通,Vl截止,M逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),通過滑壁臂驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)觸頭移動(dòng),與T相應(yīng)的電壓抽頭接觸(T的Wl、W2繞組共設(shè)置了21個(gè)電壓抽頭,每一檔的電壓調(diào)節(jié)范圍為5V),通過T的W2繞組來提升輸出電壓。當(dāng)輸出交流電壓升至220V時(shí),V2截止,M停轉(zhuǎn)。當(dāng)市電電壓偏高時(shí),Nl和N2均輸出高電平,使Vl導(dǎo)通,V2截止,M順時(shí)針旋轉(zhuǎn),通過滑臂驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)觸頭移動(dòng),與T相應(yīng)的電壓抽頭接觸,通過T的Wl繞組來降低輸出電壓。當(dāng)輸出交流電壓降至220V時(shí),Vl截止,M停轉(zhuǎn)。當(dāng)市電電壓偏高超過260V時(shí),N3因正相輸入端電壓高于反相輸入端電壓而輸出低電平,使V3截止,,K釋放,其常閉觸頭接通交流電壓的輸出回路。當(dāng)市電電壓為160-260V時(shí),N3因正相輸入端電壓低于反相輸入端電壓而輸出高電平,使V3導(dǎo)通,K吸合,其常閉觸頭斷開,從而保證負(fù)載(用電器)不會(huì)因過電壓而損壞。
穩(wěn)壓電源電路圖
穩(wěn)壓電源電路分為線性穩(wěn)壓電源,集成穩(wěn)壓電源,晶體管穩(wěn)壓電源,交流穩(wěn)壓電源
一、由7805,7905,7812組成的特殊的線性穩(wěn)壓電源
如圖所示為一種特殊的電源電路。該電路雖然簡單,但可以從兩個(gè)相同的次級(jí)繞組中產(chǎn)生出三組直流電壓: 5V、-5V和 12V。其特點(diǎn)是:D2、D3跨接在E2、E3這兩組交流電源之間,起著全波整流的作用。
二、利用TL431作大功率可調(diào)穩(wěn)壓電源
精密電壓基準(zhǔn)ICTL431是T0—92封裝如圖1所示。其性能是輸出壓連續(xù)可調(diào)達(dá)36V,工作電流范圍寬達(dá)0.1。100mA,動(dòng)態(tài)電阻典型值為0.22歐,輸出雜波低。圖2是TL431的典型應(yīng)用,其中③、②腳兩端輸出電壓V=2.5(R2十R3)V/R3。如果改變R2的阻值大小,就可以改變輸出基準(zhǔn)電壓大小。圖3是利用它作電壓基準(zhǔn)和驅(qū)動(dòng)外加場效應(yīng)管K790作調(diào)整管構(gòu)成的輸出電流大(約6A)、電路簡單、安全的穩(wěn)壓電源。
工作原理
如圖3所示,220v電壓經(jīng)變壓器B降壓、D1-D4整流、C1濾波。此外D5、D6、C2、C3組成倍壓電路(使得Vdc=60V),Rw、R3組成分壓電路,T1431、R1組成取樣放大電路,9013、R2組成限流保護(hù)電路,場效應(yīng)管K790作調(diào)整管(可直接并聯(lián)使用)以及C5是輸出濾波器電路等。穩(wěn)壓過程是:當(dāng)輸出電壓降低時(shí),f點(diǎn)電位降低,經(jīng)T1431內(nèi)部放大使e點(diǎn)電壓增高,經(jīng)K790調(diào)整后,b點(diǎn)電位升高;反之,當(dāng)輸出電壓增高時(shí),f點(diǎn)電位升高,e點(diǎn)電位降低,經(jīng)K790調(diào)整后,b點(diǎn)電位降低。從而使輸出電壓穩(wěn)定。當(dāng)輸出電流大于6A時(shí),三極管9013處于截止,使輸出電流被限制在6A以內(nèi),從而達(dá)到限流的目的。本電路除電阻R1選用2W、R2選用5W外,其它元件無特殊要求,其元件參數(shù)如圖3所示。
三、具有過電流保護(hù)的晶體管穩(wěn)壓電路
穩(wěn)壓電源選購
元器件選擇
R8和R9均選用lW金屬膜電阻器,其余各電阻器選用1/4W或l/2W金屬膜電阻器。
RPl和RP2均選用精密可變電阻器。
Cl-C4均選用耐壓值為16V的鋁電解電容器。
VDl-VD4均選用lN5404型硅整流二極管。
VS選用1/2W、6V的硅穩(wěn)壓二極管,例如lN5233A或lN5995B等型號(hào)。
Vl選用DSl5或2SC2073型硅NPN晶體管;V2選用CSl5或2SA940型硅PNP晶體管;V3選用S805O或C8050型硅NPN晶體管。
IC選用LM324型運(yùn)算放大集成電路。
M選用l2V直流電動(dòng)機(jī)。
K選用JRX-l3F型l2V直流繼電器,使用時(shí)將其兩組常閉觸頭并聯(lián),以增大電流負(fù)荷。
采用300-500W的電源變壓器改制。先計(jì)算出匝/伏比等有關(guān)數(shù)據(jù)后再進(jìn)行繞制,每5V處取出一抽頭并作好標(biāo)記。先繞Wl-W3繞組,后繞W4和W5繞組。將T各抽頭的外接點(diǎn)與滑臂的滑動(dòng)觸頭分別裝在兩塊完全一樣的印制板上,粘合后對(duì)應(yīng)連接?;蹫樯稀⑾聝善褪?,印制板夾在其中間,使其在滑動(dòng)時(shí)接觸良好?;凵晷难b上齒輪,電動(dòng)機(jī)M通過齒輪變速后驅(qū)動(dòng)滑臂移動(dòng)。
電路調(diào)試
調(diào)試時(shí),先將RPl和R陀的動(dòng)觸頭調(diào)至中間位置,在交流穩(wěn)壓器的輸入端接上一臺(tái)手動(dòng)調(diào)壓器,在輸出端接上電壓表,調(diào)整調(diào)壓器使輸入交流電壓為220V,然后調(diào)節(jié)R陀的阻值,使M在輸出電壓為220V時(shí)停轉(zhuǎn)。
斷開M的引線(滑動(dòng)觸頭應(yīng)接在-220V處),調(diào)整RPl,使輸人電壓調(diào)至230V時(shí),K立即吸合即可。
穩(wěn)壓電源特點(diǎn)
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(lì)信號(hào)的激勵(lì)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(lì)信號(hào)的占空比來調(diào)節(jié)的,輸入信號(hào)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工作在開關(guān)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(huì)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(huì)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(duì)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(duì)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。
穩(wěn)壓電源分類
常用的穩(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(dòng)式交流穩(wěn)壓器。通過改變變壓器滑動(dòng)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?jí)電壓的相位差,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(duì)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。
交流電源
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(dòng)式交流穩(wěn)壓器。通過改變變壓器滑動(dòng)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?、初級(jí)電壓的相位差,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(duì)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(duì)現(xiàn)時(shí)電壓跟額定電壓作出比較、核對(duì),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(duì)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??;后者表示輸入電壓或負(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(dòng)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(dòng)生產(chǎn)線等現(xiàn)代高科技產(chǎn)品的穩(wěn)壓和保護(hù)。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(dòng)定時(shí)通、斷電,自動(dòng)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?/p>
(5)整機(jī)老練;電子元器件性能測試,例行試驗(yàn)
逆變電源
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(dòng).效率達(dá)85%以上。反應(yīng)快速,對(duì)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(duì)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)電源
結(jié)構(gòu)
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(lì)信號(hào),續(xù)流二極管Vp,儲(chǔ)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。
常見種類
全自動(dòng)補(bǔ)償式電力穩(wěn)壓器
基本結(jié)構(gòu):采用電機(jī)帶動(dòng)碳刷在自藕變壓器繞組匝間滑動(dòng)而直接調(diào)節(jié)輸出電壓或通過補(bǔ)償變壓器調(diào)節(jié)輸出電壓。
優(yōu)點(diǎn):帶負(fù)載能力強(qiáng)、工作效率高、波形失真小、電源自身抗干擾能力強(qiáng)。
缺點(diǎn):響應(yīng)時(shí)間慢(≥1S)、有機(jī)械磨損、需定期維護(hù)、在穩(wěn)壓過程中交流接觸器及電機(jī)產(chǎn)生較大的噪聲。
應(yīng)用:工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、郵電、軍事、鐵路、科研文化等領(lǐng)域的大型機(jī)電設(shè)備、金屬加工設(shè)備、生產(chǎn)流水線、建筑工程設(shè)備、電梯、醫(yī)療器械、刺繡輕紡設(shè)備、空調(diào)、廣播電視及家用電順、照明等需要穩(wěn)壓的場所。
特點(diǎn):
1、響應(yīng)速度快:少于30ms(優(yōu)于兩個(gè)電源周期)
2、凈化功能強(qiáng):即可以濾除電網(wǎng)對(duì)負(fù)載的干擾,又可以濾除負(fù)載對(duì)電網(wǎng)的干擾
3、穩(wěn)壓精度高:額定輸出電壓±0.5%
4、抗干擾能力強(qiáng):能吸收外電路的高能量脈沖干擾
5、效率高:可達(dá)到98.5%
6、功率因素高:能有效提高線路的功率因素
7、體積小:只有傳統(tǒng)機(jī)型的25%
8、過載能力強(qiáng):5倍額定電流1秒鐘
9、失真度底:特設(shè)的LC濾波電路能降低輸出電壓波形的失真度
10、防雷擊:具有一定的防雷能力
交流凈化穩(wěn)壓器
基本結(jié)構(gòu):采用正弦波能量分配與濾波器相結(jié)合的方法,通過調(diào)節(jié)初級(jí)回路可控硅的導(dǎo)通角來調(diào)節(jié)輸出電壓。
優(yōu)點(diǎn):穩(wěn)壓精度高≤±1%,響應(yīng)時(shí)間快≤40ms,有尖鋒脈沖濾波作用。
缺點(diǎn):輸出與輸入電壓之間有移相、有少許波形失真(附加≤3.5%)帶某些特殊負(fù)載(如可控硅負(fù)載)不理想。
應(yīng)用:精密電子設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、計(jì)算機(jī)房、實(shí)驗(yàn)室、產(chǎn)品老化及測試。
無觸點(diǎn)交流穩(wěn)壓器
基本結(jié)構(gòu):通過電壓或電流過零時(shí)切換一組或多組可控硅而使而使補(bǔ)償變壓器組中的某一個(gè)或多個(gè)變壓器的補(bǔ)償繞組升壓,降壓,初級(jí)短路,或切換自藕變壓器的抽頭來調(diào)節(jié)輸出電壓。
優(yōu)點(diǎn):帶負(fù)載能力強(qiáng)、工作效率高、波形失真小、響應(yīng)時(shí)間快、噪音低。
缺點(diǎn):穩(wěn)壓精度不高
應(yīng)用:一切需要穩(wěn)壓的場所。
參數(shù)穩(wěn)壓器基本結(jié)構(gòu)
利用鐵芯材料飽和特性來突現(xiàn)輸出電壓基本穩(wěn)定。
優(yōu)點(diǎn):工作可靠、過載能力強(qiáng)、輸出短路時(shí)能自動(dòng)保護(hù)、結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)壓范圍大、抗干擾能力強(qiáng)。
缺點(diǎn):重量大、體積大、價(jià)格高、噪音大、鐵芯溫升高、對(duì)輸入電源工作頻率要求高。
應(yīng)用:電腦相關(guān)產(chǎn)品、醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)、自動(dòng)測試設(shè)備、廣播電視設(shè)備、郵電通訊設(shè)備、自動(dòng)插件機(jī)、生產(chǎn)線、印刷設(shè)備、塑膠注射設(shè)備、自動(dòng)取款機(jī)、SMT設(shè)備、科研試驗(yàn)等。
磁放大式交流穩(wěn)壓器基本結(jié)構(gòu)
通過改變串聯(lián)在自藕變壓器的初級(jí)回路的磁放大變壓器的磁阻來穩(wěn)定輸出電壓。
優(yōu)點(diǎn):穩(wěn)壓精度高、響應(yīng)時(shí)間快
缺點(diǎn):重量大、體積大、價(jià)格高。
應(yīng)用:精密電子設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、計(jì)算機(jī)房、實(shí)驗(yàn)室、產(chǎn)品老化及測試。
穩(wěn)壓電源故障排除
(1)出現(xiàn)壓敏電阻爆裂
①壓敏電阻壞;
②其對(duì)應(yīng)相的光電耦合器損壞;
③其對(duì)應(yīng)相的可控硅模塊損壞;
④其對(duì)應(yīng)相的變壓器損壞。
(2)出現(xiàn)熔斷體燒斷,引起故障聲光報(bào)警
①熔斷體壞;
②其對(duì)應(yīng)相的光電耦合器損壞;
③其對(duì)應(yīng)相的可控硅模塊損壞;
④其對(duì)相的變壓器損壞。
(3)出現(xiàn)斷相聲光報(bào)警
①其輸入電源缺相;
②機(jī)器線路開關(guān)缺相輸送;
③采樣變壓器損壞;
④調(diào)壓電位器損壞。
(4)出現(xiàn)某一相穩(wěn)壓指示燈閃爍
①其對(duì)應(yīng)輸入電壓超出穩(wěn)壓范圍;
②其對(duì)應(yīng)相的排線插件可否插緊;
③其模塊板接線端子的線頭可有斷裂。
穩(wěn)壓電源安裝環(huán)境
穩(wěn)壓電源應(yīng)在室內(nèi)通風(fēng)干燥處使用,其使用條件要求較嚴(yán),安裝場所應(yīng)無嚴(yán)重影響穩(wěn)壓器絕緣性能的氣體、蒸汽、化學(xué)性沉積、灰塵、油膩污垢及其它爆炸性和腐蝕性介質(zhì),應(yīng)無嚴(yán)重振動(dòng)顛簸。
穩(wěn)壓電源在到達(dá)安裝場所過程中,應(yīng)輕裝輕放,穩(wěn)壓器應(yīng)始終處于垂直向上狀態(tài),不得經(jīng)受風(fēng)、雪、冰、雹。
穩(wěn)壓電源在調(diào)試安裝前,必須先檢查設(shè)備各部件應(yīng)完好無損,固定件應(yīng)牢固可靠,再次確認(rèn),使用場合電壓與穩(wěn)壓器電壓是否相符,本設(shè)備為三相四線制,分相調(diào)節(jié)方式,其系統(tǒng)中線(零線)聯(lián)結(jié)的可靠性要求較高,應(yīng)盡可的減少中線(零線)聯(lián)結(jié)的接觸電阻。本設(shè)備必須良好接通大地,地線不能與電力系統(tǒng)重復(fù)接地線(中線和與地線相邊)共同使用,以保證安全和提高抗干擾性能。
穩(wěn)壓電源注意事項(xiàng)
1、為防止漏磁干擾,穩(wěn)壓器與使用設(shè)備之間放置距離不應(yīng)少于2米。各種磁性記錄,碟,卡等應(yīng)遠(yuǎn)離本機(jī)2米之外,以防意外磁化。
2、穩(wěn)壓器一般包括輸入端子(A,B,C),輸出端子(a,b,c,n),屏蔽,鐵芯殼接地端子。這些端子在穩(wěn)壓系統(tǒng)已正確聯(lián)接。
3、如負(fù)載不平衡度超過20%時(shí)在輕載的一相并聯(lián)一個(gè)電阻性負(fù)載使之平衡。同樣,如果輸入端的線電壓的不平衡度大于10%時(shí)也會(huì)影響本機(jī)的穩(wěn)壓性能,這時(shí)也應(yīng)從輸入端設(shè)置單相調(diào)壓器使輸入端的線電壓基本平衡。輸入電壓及負(fù)荷兩平衡度不超過上述范圍,輸出線電壓不平衡≤5%。
4、當(dāng)負(fù)載設(shè)備有短路時(shí),用戶需關(guān)機(jī)檢查,消除短路故障后再另行開機(jī)。
5、連續(xù)工作時(shí)間較長時(shí),機(jī)器有一定的溫升,其指示值會(huì)稍為下降,略低于實(shí)際電壓值。
6、應(yīng)放在通風(fēng)較好的位置,若通風(fēng)條件較差的,請?jiān)谑覂?nèi)裝上換氣扇
精密凈化
精密凈化交流穩(wěn)壓電源
精密凈化交流穩(wěn)壓電源,采用了國際上先進(jìn)的正弦能量分配程式的電源調(diào)節(jié)技術(shù),代表了交流穩(wěn)壓技術(shù)的最新發(fā)展水平。其電路由正弦能量分配器和大功率濾波器并聯(lián)組成。具有穩(wěn)壓精度高、過載能力強(qiáng),可靠性好、抗干擾能力強(qiáng)、效率高,可長期連續(xù)工作,使用壽命長等優(yōu)點(diǎn),是取代614系列電子式穩(wěn)壓器和磁飽和穩(wěn)壓器的理想代換產(chǎn)品。它能提供一個(gè)安靜無聲、安全可靠的良好工作環(huán)境。
使用注意事項(xiàng)
使用條件
系列穩(wěn)壓器應(yīng)在室內(nèi)使用,正常使用條件為:
①環(huán)境溫度:0℃~45℃
②海拔高度不超過1000m
③相對(duì)濕度:≤90%
④安裝場所應(yīng)無嚴(yán)重影響穩(wěn)壓器絕緣的氣體,蒸汽,化學(xué)沉積,灰塵,污垢及其他爆炸性和侵侵[1]蝕性介質(zhì);
⑤安裝場所應(yīng)無嚴(yán)重振動(dòng)或顛簸。