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穩壓電源的分類有哪些?

摘要:穩壓電源的分類有哪些?穩壓電源(Stabilizedvoltagesupply)是壹種能向負載提供穩定的交流或直流電流的電子裝置,包括交流穩壓電源和直流穩壓電源兩大類。穩壓電源的分類穩壓電源的分類有哪些?穩壓電源的類型

穩壓電源是指其輸出電壓相對穩定,與人們的日常生活密切相關。也叫穩壓電源和穩壓器。隨著電子技術的發展,電子系統的應用領域越來越廣泛,電子設備的種類也越來越多,對穩壓電源的要求也更加靈活多樣。電子設備的小型化和低成本使得穩壓電源向輕、薄、小、高效的方向發展。在設計上,穩壓電源也從傳統的晶體管串聯穩壓電源迅速發展到效率高、體積小、重量輕的開關穩壓電源。

在日常工作中,電子工程師通常將調壓器按穩定對象分為DC調壓器和交流調壓器,DC調壓器的輸出電壓為DC,交流調壓器的輸出電壓為交流電,兩者壹般都由市電供電。因此,我們可以根據穩壓器的類型將穩壓電源分為DC穩壓電源和交流穩壓電源。下面我們簡單介紹壹下這兩類穩壓電源(見表1)。

壹、穩壓電源的分類

二、交流穩壓電源的分類和特點

能夠提供穩定交流電壓和頻率的電源稱為交流穩壓電源,市場上的交流穩壓電源大致可以分為以下幾類:

2.1.參數調整(共振)類型

這種穩壓電源的基本原理是LC串聯諧振,早期的帶磁飽和調節器的穩壓電源就屬於這種。其優點是結構簡單,所需元件少,穩壓範圍寬,可靠性高,抗幹擾和抗過載能力強。缺點是能耗高、噪音大、體積大、成本高。

2.2.自動耦合(可變比率)調整類型

2.2.1.機械壓力調節型

伺服電機驅動碳刷在自耦變壓器的繞組滑動面上運動,改變輸出電壓(vo)與輸入電壓(Vi)的比值,從而實現穩壓電源輸出電壓的調節和穩定。它具有結構簡單、成本低、輸出波形失真小的特點。但由於碳刷滑動,觸點容易產生火花,導致電刷損壞甚至燒毀,調壓速度慢。

2.2.2.更改抽頭類型

將自耦變壓器做成多個固定抽頭,用繼電器或晶閘管(固態繼電器)作為開關控制,自動改變抽頭位置,從而實現輸出電壓的穩定。這種穩壓電源具有電路簡單、調節範圍寬(130V-280V)、效率高(≥95%)和價格低等優點。缺點是穩壓精度低(8 ~ 10%),工作壽命短。適用於給家裏的空調供電。

2.2.3.大功率補償型凈化調節器(包括精密調節器)

這種穩壓電源采用補償環節來穩定輸出電壓,易於實現微機控制。其優點是抗幹擾性能好,穩壓精度高(≤ 1%),響應快(40 ~ 60 ms),電路簡單,工作可靠。缺點是對計算機、程控交換機等非線性負載有低頻振蕩;輸入電流畸變大,源功率因數低;輸出電壓與輸入電壓有相移。由於其電壓穩定、抗幹擾、響應速度快、價格適中等優點,得到了廣泛的應用。

2.3.開關交流穩壓電源

用於高頻脈寬調制技術,與壹般開關電源的區別在於其輸出必須是與輸入同頻同相的交流電壓。其輸出電壓波形有準方波、階梯波、正弦波等。市場上的不間斷電源(UPS)是壹種通過去掉存儲電源和充電器的開關交流穩壓電源。開關交流穩壓電源電壓穩定性好,控制功能強,易於實現智能化,是壹種很有前途的交流穩壓電源。但由於其電路復雜,價格昂貴,普及緩慢。

DC穩壓電源的分類及特點

根據習慣,DC穩壓電源可分為化學電源、線性穩壓電源和開關穩壓電源。下面我們將詳細介紹這些類型的電源。

3.1.化學電源

我們平時用的幹電池、鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池都是化學電源,各有優缺點。隨著科技的發展,智能電池應運而生。在可充電電池材料方面,美國研究人員發現了壹種錳的碘化物,可用於制造廉價、緊湊、放電時間長且在重復充電後仍保持良好性能的電池。

3.2.線性DC穩壓電源(LPS)

線性DC穩壓電源是指穩壓管工作在線性狀態的DC穩壓電源。線性DC穩壓電源主要包括工頻變壓器、輸出整流濾波器、控制電路和保護電路。

線性DC穩壓電源是將交流電通過變壓器進行變壓,然後通過整流電路整流濾波得到不穩定的DC電壓。為了實現高精度的DC電壓,必須通過電壓反饋來調整輸出電壓,這可以達到很高的水平。穩定,紋波也很小,和開關穩壓電源沒有幹擾和噪音。但其缺點是需要龐大笨重的變壓器,濾波電容的體積和重量也相當大。而且電壓反饋電路工作在線性狀態,在調節管上有壹定的壓降。輸出大工作電流時,調節管功耗過大,轉換效率低,安裝大散熱片。

3.3.開關DC穩壓電源

開關DC穩壓電源是壹種利用現代電力電子技術控制開關晶體管導通和關斷的時間比,維持穩定輸出電壓的電源。其電路形式主要包括單端反激、單端正激、半橋、推挽和全橋等。基本的開關DC穩壓電源主要包括輸入電網濾波器、輸入整流濾波器、逆變器、輸出整流濾波器、控制電路和保護電路。開關DC穩壓電源的優點是體積小、重量輕、穩定可靠。缺點:與線性DC穩壓電源相比,紋波較大(壹般≤1%VP-P)。以下類別介紹了幾種開關DC穩壓電源:

3.3.1.交流/DC電源

這種電源也稱為壹次電源,從電網中獲取能量,通過高壓整流濾波得到壹個DC高壓,使DC/DC變換器在輸出端獲得壹個或幾個穩定的DC電壓。功率從幾瓦到幾千瓦不等,用於不同的場合。

3.3.2.DC/DC電源

在通信系統中又稱為二次電源,是由壹次電源或DC電池組提供的壹個DC輸入電壓,經過DC/DC轉換後在輸出端得到壹個或幾個DC電壓。

3.3.3.通信電源

通信電源本質上是DC/DC轉換器電源,但通常由DC - 48V或- 24V供電,備用電池作為DC電源備用,將DC電源電壓轉換為電路工作電壓。壹般分為中央供電、分層供電、單板供電三種,單板供電可靠性最高。

3.3.4.無線電電源

電臺電源輸入為AC220V/110V,輸出為DC13.8V V,功率取決於供電站的功率。為了防止交流電網停電影響電臺,需要電池組作為備用,所以這種電源不僅輸出13.8V的DC電壓,還具有電池充電自動轉換功能。

3.3.5.模塊電源

隨著科學技術的飛速發展,對電源的可靠性、容量和體積比的要求越來越高,模塊化電源越來越顯示出其優勢。它工作頻率高,體積小,可靠性高,易於安裝和擴展,因此應用越來越廣泛。

3.3.6.特殊電源

高壓小電流電源、大電流電源、400Hz輸入的交流/DC電源等。可以歸入這壹類,可以根據特殊需要選擇。

第四,選擇合適的電源

穩壓電源的分類沒有明確的含義和界限,我們也可以根據電源穩壓器的其他特性對電源進行分類。面對種類繁多的電源產品,如何選擇壹款合適的穩壓電源至關重要。我們在選擇穩壓電源時,不僅要確定電源的型號和類型,還要考慮所選穩壓電源的電氣特性是否能滿足工作需要。對於壹個理想的穩壓電源,除了電源的功率和輸出電壓滿足工作需要外,對於交流穩壓電源,我們還需要確定穩壓電源的相數、穩壓範圍和穩壓精度,還需要滿足工作需要。對於DC穩壓電源,需要考慮穩壓電源的功率調節率、輸出功率、負載調節率和紋波。

動詞 (verb的縮寫)名詞解釋

1.電源調整率:輸入變化時輸出的穩壓精度。

2.負載調整率:負載變化時輸出端的穩壓精度。

3.濾波器:用來消除幹擾和噪聲的裝置,對輸入或輸出進行濾波,以獲得純凈的交流電。

4.最大紋波電壓:在額定輸出電壓和負載電流下,輸出電壓紋波(包括噪聲)的絕對值。通常用峰峰值或有效值表示。

5.市電:即交流電(AC)。交流電的成分包括電壓、電流和頻率。頻率可分為50HZ和60HZ。電壓範圍為100V ~ 240V;正常交流電的波形是正弦波。

6.電池串/並聯:將多個性能和容量相同的電池按壹定極性串聯起來,組成電池組;多個具有相同電壓的電池或電池組在它們的末端以相同的極性連接,以形成並聯輸出。

7.常見縮寫:CC-恒流CV-恒壓Cr-恒阻