【穩壓(ya)電源(yuan)分類】穩壓(ya)電源(yuan)分類有(you)哪些?穩壓(ya)電源(yuan)的種類
穩壓電源就是其輸出電壓相對穩定,它與人們的日常生活密切相關,也稱為穩定電源、穩壓器等。隨(sui)著電(dian)(dian)子技(ji)術發展(zhan),電(dian)(dian)子系統的(de)(de)(de)應(ying)用領域越(yue)來越(yue)廣泛,電(dian)(dian)子設備(bei)的(de)(de)(de)種類也(ye)(ye)越(yue)來越(yue)多,對穩壓(ya)(ya)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)要(yao)求更加靈活多樣。電(dian)(dian)子設備(bei)的(de)(de)(de)小型化和低成本化,使穩壓(ya)(ya)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)朝輕、薄、小和高(gao)效(xiao)率的(de)(de)(de)方向發展(zhan)。設計上,穩壓(ya)(ya)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)也(ye)(ye)從(cong)傳統的(de)(de)(de)晶體(ti)管(guan)串聯調整穩壓(ya)(ya)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)向高(gao)效(xiao)率、體(ti)積小、重量(liang)輕的(de)(de)(de)開(kai)關(guan)型穩壓(ya)(ya)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)迅速發展(zhan)。
日常工(gong)作中,電(dian)子(zi)工(gong)程師通常根據穩(wen)(wen)壓(ya)(ya)(ya)(ya)電(dian)源(yuan)(yuan)中穩(wen)(wen)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)的穩(wen)(wen)定(ding)對象,把(ba)穩(wen)(wen)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)分(fen)為直流穩(wen)(wen)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)和交(jiao)流穩(wen)(wen)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)兩種(zhong),并且(qie)直流穩(wen)(wen)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)輸(shu)出電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)是(shi)(shi)直流,交(jiao)流穩(wen)(wen)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)輸(shu)出電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)是(shi)(shi)交(jiao)流,兩者一(yi)般(ban)都用市電(dian)供電(dian)。因此(ci),我們就可以把(ba)穩(wen)(wen)壓(ya)(ya)(ya)(ya)電(dian)源(yuan)(yuan)按穩(wen)(wen)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)的類型可分(fen)為直流穩(wen)(wen)壓(ya)(ya)(ya)(ya)電(dian)源(yuan)(yuan)和交(jiao)流穩(wen)(wen)壓(ya)(ya)(ya)(ya)電(dian)源(yuan)(yuan)兩大(da)類。以下我們對這兩大(da)類穩(wen)(wen)壓(ya)(ya)(ya)(ya)電(dian)源(yuan)(yuan)進行簡要的介紹(見表(biao)1)。
一、穩壓電源的分類
二、交流穩壓電源分類和特點
能夠提供(gong)一個穩(wen)定的交(jiao)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)和(he)頻率的電(dian)(dian)(dian)源稱為交(jiao)流(liu)(liu)穩(wen)壓(ya)(ya)電(dian)(dian)(dian)源,市面上(shang)的交(jiao)流(liu)(liu)穩(wen)壓(ya)(ya)電(dian)(dian)(dian)源大致分(fen)為以下幾種(zhong):
2.1.參數調整(諧振)型
這(zhe)類(lei)(lei)穩壓(ya)電源(yuan),穩壓(ya)的(de)(de)基本原(yuan)理是(shi)LC串聯諧振,早期出現的(de)(de)含有磁飽和型穩壓(ya)器(qi)的(de)(de)穩壓(ya)電源(yuan)就(jiu)屬于這(zhe)一類(lei)(lei)。它的(de)(de)優點(dian)是(shi)結(jie)構簡單,所(suo)需元器(qi)件(jian)較少(shao),穩壓(ya)范圍相當寬(kuan),可靠性高,抗(kang)干擾(rao)和抗(kang)過載能力強。缺點(dian)是(shi)能耗大、噪聲大、笨(ben)重且造(zao)價高。
2.2.自耦(變比)調整型
2.2.1.機械調壓型
以(yi)伺服電(dian)(dian)(dian)機(ji)帶(dai)動(dong)炭刷(shua)在自耦(ou)變(bian)(bian)壓(ya)器的(de)(de)的(de)(de)繞組滑動(dong)面上(shang)移動(dong),改變(bian)(bian)輸出電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(Vo)對輸入電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(Vi)的(de)(de)比(bi)值,以(yi)實現(xian)穩壓(ya)電(dian)(dian)(dian)源輸出電(dian)(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)調整和(he)穩定。它(ta)的(de)(de)特(te)點是(shi)結(jie)構簡單,造(zao)價低,輸出波形失真小(xiao)。但由于炭刷(shua)滑動(dong),接點易產生電(dian)(dian)(dian)火花,造(zao)成電(dian)(dian)(dian)刷(shua)損壞以(yi)至燒毀而(er)失效,且電(dian)(dian)(dian)壓(ya)調整速(su)度慢。
2.2.2.改變抽頭型
將自耦變壓器做成多個固定抽頭,通過繼電器或可控硅(固態繼電器)做為開關器控件,自動改(gai)變抽頭(tou)位置,從而實現(xian)輸出電(dian)壓(ya)的(de)穩定(ding)。這種類型的(de)穩壓(ya)電(dian)源,優點是電(dian)路簡單,穩壓(ya)范圍寬(kuan)(130V-280V),效率高(≥95%),價格低(di)(di)。缺點是穩壓(ya)精度低(di)(di)(±8~10%)工作壽命短(duan),它(ta)適用于家(jia)庭給空調器供電(dian)。
2.2.3.大功率補償型——凈化型穩壓器(含精密型穩壓器)
此種穩壓電源用補償環節實現輸出電壓的穩定,易實現微機控制。它的優點是抗干擾性能(neng)好,穩壓(ya)精度高(≤±1%)、響應快(40~60ms)、電路簡單、工作可靠(kao)。缺(que)點是帶計算機、程(cheng)控(kong)交換機等(deng)非線(xian)性負(fu)載時有(you)低(di)頻振(zhen)蕩現象;輸入端電流失真度大(da),源功率因數較低(di);輸出電壓(ya)對輸入電壓(ya)有相移。由于具有穩壓(ya),抗干擾,響應速度快,價格適中等優點,應用比較廣(guang)泛。
2.3.開關型交流穩壓電源
它應用于高頻脈寬調制技術,與一般開關電源的區別是它的輸出量必須是與輸入端同上頻、同(tong)相的交流(liu)電(dian)壓。它的輸出電(dian)壓波形有準方波、梯型波、正弦波等。市場(chang)上的不間斷電(dian)源(UPS)抽掉其(qi)中的蓄電(dian)源和(he)充電(dian)器(qi),就(jiu)是一臺(tai)開關型交(jiao)(jiao)流穩(wen)壓(ya)電(dian)源。開關型交(jiao)(jiao)流穩(wen)壓(ya)電(dian)源的穩壓性(xing)好,控制功能強(qiang),易于實現智能化(hua),是非常(chang)具(ju)有前途的交流穩壓電(dian)(dian)源。但因其電(dian)(dian)路復雜,價(jia)格較(jiao)高,所以推廣較(jiao)慢(man)。
三、直流穩壓電源分類和特點
直流穩壓電源按習慣可分為化學電源、線性穩壓電源和開關型穩壓電源,下面我們將具體介紹這(zhe)幾類電源。
3.1.化學電源
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電源,各有其優缺點。隨著(zhu)科學技(ji)術的發(fa)展(zhan),又產生了(le)智(zhi)能化電池;在充電電池材料方面,美國研制人員發現錳(meng)的一(yi)種碘化(hua)物(wu),用(yong)它可以制造出便(bian)宜、小巧、放電時間長,多(duo)次(ci)充(chong)電后仍(reng)保持性能良(liang)好的環保型(xing)充電電池(chi)。
3.2.線性直流穩壓電源(LPS)
線性直流穩壓電源指調整管工作在線性狀態下的直流穩壓電源。線性直流穩壓電源主要包(bao)括工頻變壓器、輸出整流濾波器、控制電路(lu)、保護電路(lu)等(deng)。
線性直流穩壓電源是先將交流電經過變壓器變壓,再經過整流電路整流濾波得到未穩定的直流電(dian)壓,要達(da)(da)到高精度的直流電(dian)壓,必(bi)須經過電(dian)壓反饋調整輸(shu)出電(dian)壓,可以達(da)(da)到很高的。穩(wen)定度,波紋也(ye)很小,而且沒有(you)開關穩(wen)壓電源具有(you)的干(gan)擾與噪音。但是它的缺點是需要龐(pang)大(da)而(er)(er)笨(ben)重的變壓器,所需的濾波電容的體積和重量也相(xiang)當大,而(er)(er)且電壓反饋電路是工作在線性狀(zhuang)態,調整(zheng)管上有(you)一定的(de)電壓降(jiang),在輸出較大工作電流時,致使(shi)調整(zheng)管的(de)功耗太大,轉(zhuan)換(huan)效率低,還要安裝很大(da)的散熱片。
3. 3.開關型直流穩壓電源
開關型直流穩壓電源是利用現代電力電子技術,控制開關晶體管開通和關斷的時間比率,維持穩定輸出電壓的(de)一(yi)種電源。它的(de)電路形式主要有單端(duan)反激式,單端(duan)正激式、半橋式、推挽(wan)式(shi)和全橋式(shi)等。基本(ben)的(de)開(kai)關型(xing)直流穩壓電(dian)源主要(yao)包括輸入(ru)電(dian)網濾波器(qi)、輸入(ru)整(zheng)流濾波器(qi)、逆變(bian)器(qi)、輸(shu)出整(zheng)流(liu)濾波器(qi)、控(kong)制電路、保(bao)護電路。開關型直流(liu)(liu)穩壓電源(yuan)的優點是體積小,重量輕(qing),穩定可靠。缺點相對于線性(xing)直流(liu)(liu)穩壓電源的紋(wen)波較大(一般≤1%VP-P)。下面(mian)分(fen)類介紹(shao)幾種開關型直流穩壓電源:
3. 3.1. AC/DC 電源
該類型電源也稱一次電源,它自電網取得能量,經過高壓整流濾波得到一個直流高壓,供 DC/DC 變換器(qi)在輸出端獲得(de)一個(ge)或幾(ji)個(ge)穩定的直流電(dian)壓(ya),功率從幾(ji)瓦(wa)~幾(ji)千瓦(wa)均有(you)產品(pin),用(yong)于不同場合。
3. 3.2. DC/DC 電源
在通信系統中也稱二次電源,它是由一次電源或直流電池組提供一個直流輸入電壓,經DC/DC 變換以(yi)后(hou)在輸出端獲得(de)一個或幾個直流電壓。
3. 3.3. 通信電源
通信電源其實質上就是 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(dian)(dian)(dian)池作 DC 供電(dian)(dian)(dian)備份,將 DC 供電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓變換成電(dian)(dian)(dian)路工作電(dian)(dian)(dian)壓。一般又分(fen)中央供電(dian)(dian)(dian)、分層供電和單板供電三(san)種(zhong),單板供電可靠(kao)性最高。
3. 3.4. 電臺電源
電臺電源輸入 AC220V/110V,輸出 DC13.8V,功率由所供電臺功率而定。為防止 AC電網斷電影響電臺工(gong)作,而需要電池(chi)組作為備份,所以此(ci)類(lei)電源(yuan)除輸出(chu)一(yi)個 13.8V 直(zhi)流(liu)電壓(ya)外,還具有對電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)自動轉換功能。
3. 3.5. 模塊電源
隨著科學技術飛速發展,對電源可靠性、容量、體積比要求越來越高,模塊電源越來越顯(xian)示(shi)其優(you)越性(xing),它工(gong)作頻(pin)率高、體積(ji)小、可(ke)靠性(xing)高,便于安(an)裝(zhuang)和組(zu)合擴容(rong),所以(yi)越來越被(bei)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,可根據特殊需要選用。
四 選擇合適的電源
穩壓電源的分類并沒有明確的含義和界限,我們還可以根據電源穩壓器的其他特點對電源(yuan)進(jin)行分類。面對(dui)種類繁多(duo)的(de)電(dian)源(yuan)產(chan)品,如何選擇一款合適的(de)穩壓電(dian)源(yuan)十分重要。我們選擇穩壓電源(yuan),除了要(yao)確定電源(yuan)的型(xing)號、種類,還要(yao)考慮所(suo)選穩壓電源(yuan)的電氣(qi)特性是否(fou)可以滿足工作的(de)(de)需(xu)要。一塊(kuai)理想的(de)(de)穩(wen)壓電(dian)源(yuan),除(chu)了電(dian)源(yuan)的(de)(de)功率和輸出(chu)電(dian)壓等基本指標符合(he)工作需(xu)要以外,對于交流穩壓(ya)電源(yuan),我們還要確定穩壓(ya)電源(yuan)相數、穩壓(ya)范(fan)圍和穩壓(ya)精度,也需(xu)要(yao)滿足工作需(xu)要(yao)。對(dui)于直流穩壓電源(yuan)來講,需(xu)要(yao)考慮穩壓電源(yuan)的(de)電源(yuan)調(diao)整率、輸出功率、負載調(diao)整率和紋波(bo)等(deng)指標。
五、名詞解釋
1.電源調整(zheng)率:輸(shu)入發(fa)生變化時輸(shu)出端的穩壓精度。
2.負載調(diao)整率:負載發生變化時輸出端(duan)的(de)穩壓精(jing)度(du)。
3.濾 波(bo) 器:用來消除干擾(rao)雜訊的器件(jian),將輸(shu)入或輸(shu)出(chu)經過(guo)(guo)過(guo)(guo)濾而得到純(chun)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)的絕對值大小。通常以(yi)峰-峰值或有效值表(biao)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(he)茲(zi))與(yu) 60HZ(赫(he)茲(zi))兩種(zhong);電(dian)壓范圍是 100V~240V;正(zheng)常的(de)交流電(dian)的(de)波形(xing)為正弦波。
6.電池串聯/并聯:多個性能、容量相同的電池按一定極性串行連接疊加即為串聯,形成電池(chi)組;多個(ge)電壓(ya)相同(tong)的電池(chi)或電池(chi)組在其末端(duan)按同(tong)極性連(lian)接,形成并(bing)行輸出即為并(bing)聯(lian)。
7.常用(yong)縮寫:CC-定電流(liu) CV-定電壓 CR-定電阻