【穩(wěn)壓電源分類】穩(wěn)壓電源分類有哪些,?穩(wěn)壓電源的種類
穩(wěn)壓電源就是其輸出電壓相對(duì)穩(wěn)定,它與人們的日常生活密切相關(guān),也稱為穩(wěn)定電源,、穩(wěn)壓器等,。隨著電子技術(shù)發(fā)展,電子系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛,,電子設(shè)備的種類也越來(lái)越多,,對(duì)穩(wěn)壓電源的要求更加靈活多樣。電子設(shè)備的小型化和低成本化,,使穩(wěn)壓電源朝輕,、薄、小和高效率的方向發(fā)展,。設(shè)計(jì)上,,穩(wěn)壓電源也從傳統(tǒng)的晶體管串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓電源向高效率、體積小,、重量輕的開關(guān)型穩(wěn)壓電源迅速發(fā)展,。
日常工作中,電子工程師通常根據(jù)穩(wěn)壓電源中穩(wěn)壓器的穩(wěn)定對(duì)象,,把穩(wěn)壓器分為直流穩(wěn)壓器和交流穩(wěn)壓器兩種,,并且直流穩(wěn)壓器輸出電壓是直流,交流穩(wěn)壓器輸出電壓是交流,,兩者一般都用市電供電,。因此,我們就可以把穩(wěn)壓電源按穩(wěn)壓器的類型可分為直流穩(wěn)壓電源和交流穩(wěn)壓電源兩大類,。以下我們對(duì)這兩大類穩(wěn)壓電源進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹(見(jiàn)表1),。
一、穩(wěn)壓電源的分類
二,、交流穩(wěn)壓電源分類和特點(diǎn)
能夠提供一個(gè)穩(wěn)定的交流電壓和頻率的電源稱為交流穩(wěn)壓電源,,市面上的交流穩(wěn)壓電源大致分為以下幾種:
2.1.參數(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)的含有磁飽和型穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓電源就屬于這一類,。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,,所需元器件較少,,穩(wěn)壓范圍相當(dāng)寬,,可靠性高,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,。
2.2.自耦(變比)調(diào)整型
2.2.1.機(jī)械調(diào)壓型
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),,改變輸出電壓(Vo)對(duì)輸入電壓(Vi)的比值,以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓電源輸出電壓的調(diào)整和穩(wěn)定,。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,,造價(jià)低,輸出波形失真小,。但由于炭刷滑動(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,。
2.2.2.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)做為開關(guān)器控件,,自動(dòng)改變抽頭位置,從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定,。這種類型的穩(wěn)壓電源,,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,。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。
2.2.3.大功率補(bǔ)償型——凈化型穩(wěn)壓器(含精密型穩(wěn)壓器)
此種穩(wěn)壓電源用補(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,;輸入端電流失真度大,,源功率因數(shù)較低;輸出電壓對(duì)輸入電壓有相移,。由于具有穩(wěn)壓,,抗干擾,響應(yīng)速度快,,價(jià)格適中等優(yōu)點(diǎn),,應(yīng)用比較廣泛。
2.3.開關(guān)型交流穩(wěn)壓電源
它應(yīng)用于高頻脈寬調(diào)制技術(shù),,與一般開關(guān)電源的區(qū)別是它的輸出量必須是與輸入端同上頻,、同相的交流電壓。它的輸出電壓波形有準(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)開關(guān)型交流穩(wěn)壓電源,。開關(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。
三,、直流穩(wěn)壓電源分類和特點(diǎn) 直流穩(wěn)壓電源按習(xí)慣可分為化學(xué)電源,、線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)型穩(wěn)壓電源,下面我們將具體介紹這幾類電源,。 3.1.化學(xué)電源 我們平常所用的干電池,、鉛酸蓄電池、鎳鎘,、鎳氫,、鋰離子電池均屬于化學(xué)電源,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)研制人員發(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)間長(zhǎng),,多次充電后仍保持性能良好的環(huán)保型充電電池,。 3.2.線性直流穩(wěn)壓電源(LPS) 線性直流穩(wěn)壓電源指調(diào)整管工作在線性狀態(tài)下的直流穩(wěn)壓電源。線性直流穩(wěn)壓電源主要包括工頻變壓器,、輸出整流濾波器,、控制電路、保護(hù)電路等,。 線性直流穩(wěn)壓電源是先將交流電經(jīng)過(guò)變壓器變壓,,再經(jīng)過(guò)整流電路整流濾波得到未穩(wěn)定的直流電壓,要達(dá)到高精度的直流電壓,,必須經(jīng)過(guò)電壓反饋調(diào)整輸出電壓,,可以達(dá)到很高的。穩(wěn)定度,,波紋也很小,,而且沒(méi)有開關(guān)穩(wěn)壓電源具有的干擾與噪音。但是它的缺點(diǎn)是需要龐大而笨重的變壓器,,所需的濾波電容的體積和重量也相當(dāng)大,,而且電壓反饋電路是工作在線性狀態(tài),調(diào)整管上有一定的電壓降,,在輸出較大工作電流時(shí),,致使調(diào)整管的功耗太大,轉(zhuǎn)換效率低,,還要安裝很大的散熱片,。 3. 3.開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源 開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù),控制開關(guān)晶體管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率,,維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源,。它的電路形式主要有單端反激式,單端正激式,、半橋式,、推挽式和全橋式等?;镜拈_關(guān)型直流穩(wěn)壓電源主要包括輸入電網(wǎng)濾波器,、輸入整流濾波器、逆變器、輸出整流濾波器,、控制電路,、保護(hù)電路。開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源的優(yōu)點(diǎn)是體積小,,重量輕,穩(wěn)定可靠,。缺點(diǎn)相對(duì)于線性直流穩(wěn)壓電源的紋波較大(一般≤1%VP-P),。下面分類介紹幾種開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源: 3. 3.1. AC/DC 電源 該類型電源也稱一次電源,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,。 3. 3.2. 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得一個(gè)或幾個(gè)直流電壓,。 3. 3.3. 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 或-24V 供電,,并用后備電池作 DC 供電備份,,將 DC 供電電壓變換成電路工作電壓。一般又分中央供電,、分層供電和單板供電三種,,單板供電可靠性最高。 3. 3.4. 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。為防止 AC電網(wǎng)斷電影響電臺(tái)工作,,而需要電池組作為備份,,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,。 3. 3.5. 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,。 3. 3.6. 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。 四 選擇合適的電源 穩(wěn)壓電源的分類并沒(méi)有明確的含義和界限,,我們還可以根據(jù)電源穩(wěn)壓器的其他特點(diǎn)對(duì)電源進(jìn)行分類,。面對(duì)種類繁多的電源產(chǎn)品,如何選擇一款合適的穩(wěn)壓電源十分重要,。我們選擇穩(wěn)壓電源,,除了要確定電源的型號(hào)、種類,,還要考慮所選穩(wěn)壓電源的電氣特性是否可以滿足工作的需要,。一塊理想的穩(wěn)壓電源,除了電源的功率和輸出電壓等基本指標(biāo)符合工作需要以外,,對(duì)于交流穩(wěn)壓電源,,我們還要確定穩(wěn)壓電源相數(shù)、穩(wěn)壓范圍和穩(wěn)壓精度,,也需要滿足工作需要,。對(duì)于直流穩(wěn)壓電源來(lái)講,需要考慮穩(wěn)壓電源的電源調(diào)整率,、輸出功率,、負(fù)載調(diào)整率和紋波等指標(biāo)。 五,、名詞解釋 1.電源調(diào)整率:輸入發(fā)生變化時(shí)輸出端的穩(wěn)壓精度,。 2.負(fù)載調(diào)整率:負(fù)載發(fā)生變化時(shí)輸出端的穩(wěn)壓精度。 3.濾 波 器:用來(lái)消除干擾雜訊的器件,,將輸入或輸出經(jīng)過(guò)過(guò)濾而得到純凈的交流電,。 4.最大紋波電壓:在額定輸出電壓和負(fù)載電流下,輸出電壓紋波(包括噪聲)的絕對(duì)值大小,。通常以峰-峰值或有效值表示,。 5.市電:即交流電(AC),交流電的成份包含:電壓,、電流,、頻率三種。頻率可分為 50HZ(赫茲)與 60HZ(赫茲)兩種,;電壓范圍是 100V~240V,;正常的交流電的波形為正弦波。 6.電池串聯(lián)/并聯(lián):多個(gè)性能、容量相同的電池按一定極性串行連接疊加即為串聯(lián),,形成電池組,;多個(gè)電壓相同的電池或電池組在其末端按同極性連接,形成并行輸出即為并聯(lián),。 7.常用縮寫:CC-定電流 CV-定電壓 CR-定電阻