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交流穩壓電源,穩壓器的分類

2016-11-7 14:22:37??????點擊:
交流穩壓電源,穩壓器的分類

    交流穩壓電源有許多種,也有幾種分類方法。按市場上“約定俗成”的習慣說法有lO多個類型,但其名稱和概念比較模糊,以主電路結構和穩壓原理為依據進行分類,并兼顧市場上的習慣說法。

    按交流穩壓電源的工作原理可以分成四類:
   1,參數調整(諧振)型足彩任选9场中奖

   市場上所說的“參數穩壓器”是以LC串聯諧振原理為基礎實現穩壓的,如圖1—1(a)所示。這里的L和C都是線性器件,輸出電壓Uo與輸入電壓Ui的關系為

圖1-1  帖磁諧振型交流穩壓電源


   Uo與Ui的比值取決于感抗ωL與容抗L/ωC的    大小。在鐵磁諧振穩壓器和穩壓變壓器中,由于電    容C的兩端并聯了飽和電抗器工Ls,見圖1—1(b),使等效的并聯容抗呈現非線性,這 種非線性特性隨著Ls的飽和程度在變化,而Ls的飽和程度又是在輸入電壓

Ui和負載阻抗Z的變化時自動調整的,當Ui較低時,可以使UO高于Ui,而在Ui較高時,又可 以使Uo低于Ui。由于Ls處于飽和狀態,它的磁化伏秒面積基本上是一個固定值,從而使輸出電壓U。穩定??杉庵治妊乖硎歉謀銵s的飽和程度,使Ls與C的并聯容抗與L1諧振實現的?;褂幸恢殖莆煽匭筒問妊蠱?可控型穩壓變壓器),它是通過改變可控硅的導通角等效地改變飽和電抗器的磁化伏秒面積實現輸出電壓的調整,故可稱此為“晶閘管相控鐵磁諧振型足彩任选9场中奖”。


圖1-2磁放大器調整式穩壓器及其改進型原理圖

    圖1-2(a)是我國50年代就已流行的“磁放大器調整型電子交流穩壓器”(俗稱614型足彩任选9场中奖)的主電路。圖中TA是自耦變壓器,AM是磁放大器,N1、N2是AM的兩個交流繞組,N3是直流控制繞組,Uy是由輸出采樣及直流放大電路引來的直流控制電壓,
由其產生的電流Iy改變交流繞組的感抗,進而改變TA中的電流Ii及補償電壓△U,最后保持輸出電壓Uo的穩定。從上述工作過程看,是基于“調感原理”實現穩壓的。圖中LC用于吸收3次諧波,以減少Uo的失真度。

     
    圖1-2(b)是圖1-2(a)的改進型(俗稱“精密型交流穩壓電源”),用雙向可控硅TRIAC(這里用S表示,)及電感L1取代圖(a)中的磁放大器AM,從而改善穩壓器的動態響應。S及L1形成調感支路,改變S的導通角度,即可改變其等效電感Le,基本工作原理與圖(a)相同。I3,C2用于吸收5次諧波。因采用TA、L1、L2、L3四個電磁器件,有時簡稱“四鐵心型”,就其穩壓原理而言,可稱此種類型為“晶閘管相控直接調整型穩壓器”。

    圖1-2(c)是圖1-2(a)的再改進(俗稱“凈化精密凈化交流穩壓電源”),把圖1-2(b)中的L3繞在k2a、k2b同一鐵心上,又省去了L2,從而變成兩個電磁器件,有時簡稱“兩鐵心型”。在繞組N2上形成的補償電壓△u串聯在輸入電壓ui與輸出電壓u。之間,由雙向
可控硅S通過相位控制方式來改變△U,最后使Uo穩定??杉?,也是利用調感原理,與可控穩壓變壓器類似,所以應屬于參數調整型。就穩壓原理而言,圖I一2(c)中的等效電感Le與C1電容是諧振的,故可稱此種類型為“晶閘管相控線性諧振型足彩任选9场中奖”.

以與前述幾種相區別。

 2.目耦(變比)調整型穩壓器


    這類交流穩壓電源是以自耦變壓(調壓)器為基礎實現穩壓功能的,典型電路結構有下列兩種:
    (1)機械調壓型穩壓器,是以伺服電機帶動炭刷在自耦變壓器的繞組滑面上移動,改變Uo對Ui的比值,從而自動實現輸出電壓的調整和穩定。如圖I一3(a)所示,圖中TA為自耦調壓器。
    
    圖1一3自耦(變比)調整型穩壓器原理


     實際上它就是將平常的手動調壓器,利用電子電路及微型電機改“手動”為“自動”。所以市場上俗稱為“全自動型交流穩壓器”。

    (2)改變抽頭型,改變變壓器的初級(或次級)抽頭的方法,來改變穩壓器Uo與Ui的比值,如圖1—3(b)所示,將自耦變壓器做成多個固定抽頭,通過用繼電器或雙向可控硅(固態繼電器)做開關器件自動改變抽頭位置,從而實現輸出電壓的穩定。
這些抽頭的位置如果用繼電器轉換,而且使Ui在很大范圍內變化時,均能保持Uo的基本穩定,這就灶市場上俗稱的"寬限型交流穩壓器",這種穩壓器的穩壓精度較低。 為了提高穩壓精度,就得增加抽頭個數,其開關元件改為無觸點的雙向可控硅.而
開關器件S用數字電路或單片微機來控制.從而提高其性能,這就是市場上俗稱的“數控型交流穩壓器”,也就是無觸點交流穩壓器。
  3大功率補償型穩壓器
  這里所說的“補償”,有“補足”或“抵消”的意思,當輸人電壓低于額定值時.由補償環節產生一個同極性的“電勢源”補足輸入側所缺的那部分電壓;當輸入電壓高于額定值時·由補償環節產生一個反極性的電勢源抵消輸入側所超過的那部分電壓。必須說明的是
在電源技術中,補償環節所產生的能量仍然是從輸入側電源取得的。

    凡是可以大范圍調整輸出電壓的單元電路都可以采用補償技術,前述的自鍋調壓器或改變變壓器抽頭方式都可以構成補償環節,使輸出電壓穩定或擴大輸出功率。前述的所謂“凈化電源”[見圖1-2c]實際上就是可控型參數穩壓技術加上補償環節(N2上的電壓

△U即補償電壓)構成的。


圖1—4大功率補償型穩壓器原理


    這里把補償型作為一個獨立類型,不是指上述主電路中的局部補償環節,而是具有一個或多個單獨的補償變壓器,而且用在大功率交流穩壓器場合中.如圖1-4(a) 和(b)所示,它的控制技術具有 一些特點,更容易實現微機控制。

 圖(a)中Tl、B是兩個獨立的補償變壓器,當對穩壓精度要求較低時,可用一臺,要求較高時可用三臺以上,時. 圖(b)是三相柱式調壓型穩壓器.圖中Ta,Tb,Tc是三臺獨立的補償變壓器。

    上述兩種穩壓器心多用于大功率供電場合.所以也稱為“SBW電力穩壓器”,


    4.開關型穩壓器

圖1-5 高頻開關型穩壓電源原理圖


      把先進的高頻開關電源技術引入到交流穩壓電源中,可以取得減小體積、重量.節 省鋼鐵材料等效果,具有效率高、響應速度快等優點。

 圖1-5(a)是部分功率補償型,它從輸入側取得工頻交流電壓.經過整流取得脈 動直流電壓,再通過高頻脈寬

調制(PWM)技術形成逆變后的交流電壓,再通過相位跟蹤與轉換電路取得與輸人側同頻同相的補償電壓(補償環節的功率約為負載功率的1/4),加在輸入與輸出(負載)之問,使輸出電壓穩定??杉?,它比一般的直流開關電 (輸出量是直流)要復雜一些,因為

這里開關電源的輸出量必須是與輸人側同頻同相的交流電壓。

      圖1-5(b)是全功率變換型足彩任选9场中奖,即把交流輸入電壓整成平滑直流,再通過DC/AC變換(即逆變)變成工頻交流電壓供給負載,其中的DC/AC環節采用高頻PwM技術,輸出電壓波形有方波、梯形波,正弦波等,即市場上的不問斷電源(UPS)。當把UPS中

 圖1—5開關型穩壓電源原理的蓄電池及充電器不用時,就是一臺交流穩壓(穩頻)電源,圖中的“旁路”環節如果在有市電時接人旁路(逆變器不工作),稱為后備式UPS。如果在有市電時使逆蠻器工作,旁路環節作備用,這時稱為在線式UPS。這里的逆變環節

是核心部分,它要承相負載的全部功率,所以其成本要比上述部分功率補償型高多了。

     開關型交流穩壓電源穩壓器的穩壓性能好,控制功能強,易于實現智能化,是一種發展方向。但由于其電路復雜,價格較高,目前難于推廣。