【穩壓電(dian)(dian)源分類(lei)】穩壓電(dian)(dian)源分類(lei)有哪些(xie)?穩壓電(dian)(dian)源的種類(lei)
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。隨著(zhu)電(dian)子(zi)技術發展,電(dian)子(zi)系統的(de)(de)(de)應用領域越來(lai)越廣泛(fan),電(dian)子(zi)設備的(de)(de)(de)種類也越來(lai)越多,對穩壓(ya)電(dian)源的(de)(de)(de)要求更加靈活多樣。電(dian)子(zi)設備的(de)(de)(de)小型化和低成本化,使穩壓(ya)電(dian)源朝輕(qing)、薄、小和高效率的(de)(de)(de)方向發展。設計上,穩壓(ya)電(dian)源也從傳統的(de)(de)(de)晶體管串聯調整(zheng)穩壓(ya)電(dian)源向高效率、體積(ji)小、重(zhong)量輕(qing)的(de)(de)(de)開(kai)關型穩壓(ya)電(dian)源迅速(su)發展。
日常工(gong)作中,電(dian)(dian)(dian)子工(gong)程師通常根據穩(wen)壓(ya)(ya)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)中穩(wen)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)的穩(wen)定對象(xiang),把穩(wen)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)分(fen)為(wei)直流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)穩(wen)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)和交流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)穩(wen)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)兩種,并且(qie)直流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)穩(wen)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)輸出(chu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)是直流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu),交流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)穩(wen)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)輸出(chu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)是交流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu),兩者一(yi)般都用市電(dian)(dian)(dian)供電(dian)(dian)(dian)。因(yin)此,我們(men)就可(ke)以(yi)把穩(wen)壓(ya)(ya)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)按(an)穩(wen)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)的類型可(ke)分(fen)為(wei)直流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)穩(wen)壓(ya)(ya)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)和交流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)穩(wen)壓(ya)(ya)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)兩大類。以(yi)下我們(men)對這兩大類穩(wen)壓(ya)(ya)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)進行簡要的介紹(見(jian)表1)。
一、穩壓電源的分類
二、交流穩壓電源分類和特點
能夠(gou)提供(gong)一個穩定(ding)的(de)(de)(de)交(jiao)流(liu)電(dian)壓(ya)和(he)頻率的(de)(de)(de)電(dian)源稱為(wei)交(jiao)流(liu)穩壓(ya)電(dian)源,市(shi)面上的(de)(de)(de)交(jiao)流(liu)穩壓(ya)電(dian)源大致分為(wei)以(yi)下幾種:
2.1.參數調整(諧振)型
這類(lei)穩(wen)壓(ya)(ya)(ya)電源(yuan),穩(wen)壓(ya)(ya)(ya)的基本(ben)原理是(shi)LC串聯諧振,早(zao)期出現的含有(you)磁飽(bao)和型穩(wen)壓(ya)(ya)(ya)器的穩(wen)壓(ya)(ya)(ya)電源(yuan)就(jiu)屬于這一類(lei)。它(ta)的優(you)點是(shi)結(jie)構簡單,所需元(yuan)器件較少,穩(wen)壓(ya)(ya)(ya)范圍相當(dang)寬,可靠性高,抗干擾(rao)和抗過載能力強。缺點是(shi)能耗大(da)、噪聲大(da)、笨重且造價高。
2.2.自耦(變比)調整型
2.2.1.機械調壓型
以伺服電(dian)機(ji)帶動炭刷(shua)(shua)在(zai)自耦變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器的(de)的(de)繞組(zu)滑動面上移動,改變(bian)輸(shu)出(chu)(chu)電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(Vo)對(dui)輸(shu)入電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(Vi)的(de)比值,以實(shi)現穩(wen)(wen)壓(ya)(ya)(ya)電(dian)源輸(shu)出(chu)(chu)電(dian)壓(ya)(ya)(ya)的(de)調整(zheng)和穩(wen)(wen)定(ding)。它的(de)特點(dian)是結構簡單(dan),造價(jia)低(di),輸(shu)出(chu)(chu)波形失真小。但(dan)由于炭刷(shua)(shua)滑動,接(jie)點(dian)易產生電(dian)火花,造成電(dian)刷(shua)(shua)損(sun)壞以至(zhi)燒毀而(er)失效,且電(dian)壓(ya)(ya)(ya)調整(zheng)速度慢。
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,自動改變(bian)抽頭位(wei)置,從而實現(xian)輸出電壓的(de)穩(wen)定(ding)。這種類型的(de)穩(wen)壓電源,優點是(shi)電路簡單,穩(wen)壓(ya)范圍(wei)寬(130V-280V),效率高(gao)(≥95%),價格(ge)低(di)。缺點是穩(wen)壓(ya)精度低(di)(±8~10%)工(gong)作(zuo)壽命短,它適用(yong)于(yu)家庭給空調器供電。
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,穩壓精度(du)高(gao)(≤±1%)、響應快(40~60ms)、電路簡單、工作(zuo)可(ke)靠。缺點(dian)是帶(dai)計算機、程控交換機等非(fei)線性負(fu)載時有低頻振(zhen)蕩現象;輸入端電流(liu)失真度大(da),源(yuan)功(gong)率因(yin)數較(jiao)低;輸(shu)出(chu)電壓(ya)(ya)(ya)對輸(shu)入電壓(ya)(ya)(ya)有相移。由(you)于(yu)具(ju)有穩(wen)壓(ya)(ya)(ya),抗干擾(rao),響應(ying)(ying)速度快,價格適中等優點,應(ying)(ying)用比較廣泛。
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、同相的交流電壓。它的輸出(chu)電壓波(bo)形有準(zhun)方(fang)波(bo)、梯型波(bo)、正弦波(bo)等。市場上的不間斷電源(UPS)抽掉(diao)其中的蓄(xu)電(dian)(dian)源和充(chong)電(dian)(dian)器,就是(shi)一臺開(kai)關型交流穩壓電(dian)(dian)源。開(kai)關型交流穩壓電(dian)(dian)源(yuan)的(de)穩(wen)(wen)壓性好,控制功能強(qiang),易于實現智能化,是非常具有前途(tu)的(de)交流(liu)穩(wen)(wen)壓電(dian)源(yuan)。但因其電(dian)路復雜,價格較高,所以(yi)推廣(guang)較慢(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幾類(lei)電(dian)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(que)點。隨(sui)著科學技術的發展,又產生(sheng)了智能化電池(chi);在充電電池(chi)材料方面,美(mei)國(guo)研(yan)制(zhi)人員(yuan)發現(xian)錳的一(yi)種碘化(hua)物,用它可以制(zhi)造出便宜、小(xiao)巧、放電時間長,多次充電后仍保持性能良好的(de)環保(bao)型充電電池。
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括工頻變壓(ya)器、輸出整(zheng)流濾波器、控(kong)制電(dian)路、保(bao)護(hu)電(dian)路等。
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(ya),要達(da)到(dao)高(gao)精度的直流電(dian)壓(ya),必須經過(guo)電(dian)壓(ya)反饋調整輸出電(dian)壓(ya),可以達(da)到(dao)很高(gao)的。穩定度,波紋也很小(xiao),而且沒有(you)開關(guan)穩壓電源具有(you)的干擾(rao)與噪音。但是它(ta)的缺(que)點是需要龐大而笨(ben)重的變(bian)壓(ya)器,所需的濾波電容的體積(ji)和重量也相當大,而且電壓(ya)反(fan)饋電路(lu)是工作在線性狀態,調整管(guan)(guan)上有(you)一定的(de)電(dian)壓(ya)降,在輸出較大工作電(dian)流時,致使調整管(guan)(guan)的(de)功(gong)耗太大,轉換效率(lv)低,還(huan)要安裝很大的散熱片。
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一種電源(yuan)。它的電路(lu)形式(shi)主要有單(dan)端反(fan)激式(shi),單(dan)端正激式(shi)、半橋式(shi)、推(tui)挽式和全(quan)橋式等。基本的開關(guan)型直流穩壓(ya)電源主要包括輸(shu)入(ru)電網濾波(bo)器、輸(shu)入(ru)整流濾波(bo)器、逆變器、輸出(chu)整流濾波器、控制電(dian)(dian)路、保護電(dian)(dian)路。開關型(xing)直(zhi)流穩壓(ya)(ya)電(dian)源的優點是體積小,重量輕,穩定可靠。缺點相對于線(xian)性直(zhi)流穩壓(ya)(ya)電(dian)源的紋波(bo)較大(一般≤1%VP-P)。下面分類(lei)介紹幾種(zhong)開關(guan)型直流(liu)穩壓電(dian)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 變換器在輸(shu)出端(duan)獲得(de)一個(ge)或(huo)幾個(ge)穩定的直流(liu)電壓(ya),功率從幾瓦(wa)~幾千(qian)瓦(wa)均有產(chan)品,用于不同場合。
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 變換以后在輸出(chu)端獲(huo)得一個(ge)或幾個(ge)直流電(dian)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(bing)用(yong)后備(bei)電(dian)池作(zuo) DC 供電(dian)備(bei)份(fen),將 DC 供電(dian)電(dian)壓變換成電(dian)路工作(zuo)電(dian)壓。一般(ban)又分中央(yang)供電(dian)、分(fen)層供(gong)電和單(dan)板供(gong)電三種,單(dan)板供(gong)電可靠性最高。
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(duan)電影響電臺工(gong)作,而(er)需要電池(chi)組(zu)作為(wei)備份,所以此類電源除輸出一(yi)個 13.8V 直流電壓外,還(huan)具有對電池充電自動轉換(huan)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)示其優越(yue)性,它工作頻率高、體積小、可靠性高,便于安(an)裝(zhuang)和組合擴容,所以越(yue)來越(yue)被廣泛(fan)采用(yong)。
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進行分(fen)類(lei)。面對種類(lei)繁多的電源產品,如何選擇一款合適(shi)的穩壓電源十分(fen)重要(yao)。我們選(xuan)擇穩壓(ya)(ya)電源,除了要確定電源的型號、種類,還(huan)要考慮所選(xuan)穩壓(ya)(ya)電源的電氣(qi)特性(xing)是否可以滿(man)足工作的(de)需要。一塊理想的(de)穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan),除了電(dian)源(yuan)的(de)功率和輸出電(dian)壓(ya)等基(ji)本指標符合(he)工作需(xu)要以外(wai),對于(yu)交(jiao)流(liu)穩(wen)(wen)壓電源,我們還(huan)要確定穩(wen)(wen)壓電源相(xiang)數、穩(wen)(wen)壓范圍(wei)和穩(wen)(wen)壓精度(du),也需(xu)要滿足工作需(xu)要。對于直流穩(wen)壓電源來(lai)講,需(xu)要考慮穩(wen)壓電源的電源調整(zheng)率、輸出(chu)功率、負載(zai)調整(zheng)率和紋波等指標。
五、名詞解釋
1.電源(yuan)調整率:輸入發生變化時輸出(chu)端的穩壓精度。
2.負載(zai)(zai)調整率:負載(zai)(zai)發生變(bian)化時輸出端的穩壓精度(du)。
3.濾(lv) 波 器:用來消除干擾雜(za)訊(xun)的器件,將輸入或輸出(chu)經過過濾(lv)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載電流下,輸出電壓紋波(包括噪聲)的絕對值大小。通常以峰-峰值(zhi)或有效(xiao)值(zhi)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(zi)(zi))與 60HZ(赫茲(zi)(zi))兩(liang)種;電(dian)壓(ya)范圍是 100V~240V;正(zheng)常的(de)交流電(dian)的(de)波形為正弦波。
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,形成電池組(zu);多(duo)個電壓(ya)相同(tong)的電池或電池組(zu)在其末端按同(tong)極性(xing)連接,形成并行輸出即為并聯。
7.常用(yong)縮寫:CC-定(ding)電流 CV-定(ding)電壓(ya) CR-定(ding)電阻(zu)