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什么是穩壓電源_穩壓電源和開關電源的區別是什

發布日期:2020-04-24 09:08
信息摘要:
穩壓電源有很多種,它的作用是把市電濾波后;穩定成各種電器和電路,所需的電壓叫穩壓電源。 穩壓電源定義是能為負載提供穩定交流電源或直流電源的電子裝置。包括交流穩壓電源...
穩壓電源有很多種,它的作用是把市電濾波后;穩定成各種電器和電路,所需的電壓叫穩壓電源。
 
  穩壓電源定義是能為負載提供穩定交流電源或直流電源的電子裝置。包括交流穩壓電源和直流穩壓電源兩大類。
 
  交流穩壓電源又稱交流穩壓器。隨著電子技術的發展,特別是電子計算機技術應用到各工業、科研領域后,各種電子設備都要求穩定的交流電源供電,電網直接供電已不能滿足需要,交流穩壓電源的出現解決了這一問題。
 
  常用的交流穩壓電源有:
 
  ①鐵磁諧振式交流穩壓器。由飽和扼流圈與相應的電容器組成,具有恒壓伏安特性。
 
  ②磁放大器式交流穩壓器。將磁放大器和自耦變壓器串聯而成,利用電子線路改變磁放大器的阻抗以穩定輸出電壓。
 
  ③滑動式交流穩壓器。通過改變變壓器滑動接點位置穩定輸出電壓。
 
  ④感應式交流穩壓器。靠改變變壓器次、初級電壓的相位差,使輸出交流電壓穩定。
 
  ⑤晶閘管交流穩壓器。用晶閘管作功率調整元件。穩定度高、反應快且無噪聲。但對通信設備和電子設備造成干擾。
 
  20世紀80年代以后,又出現3種新型交流穩壓電源:補償式交流穩壓器。數控式和步進式交流穩壓器。凈化式交流穩壓器。具有良好隔離作用,可消除來自電網的尖峰干擾。
 
  
 
  直流穩壓電源又稱直流穩壓器。它的供電電壓大都是交流電壓,當交流供電電壓的電壓或輸出負載電阻變化時,穩壓器的直接輸出電壓都能保持穩定。穩壓器的參數有電壓穩定度、紋波系數和響應速度等。前者表示輸入電壓的變化對輸出電壓的影響。
 
  紋波系數表示在額定工作情況下,輸出電壓中交流分量的大小;后者表示輸入電壓或負載急劇變化時,電壓回到正常值所需時間。直流穩壓電源分連續導電式與開關式兩類。
 
  前者由工頻變壓器把單相或三相交流電壓變到適當值,然后經整流、濾波,獲得不穩定的直流電源,再經穩壓電路得到穩定電壓(或電流)。這種電源線路簡單、紋波小、相互干擾小,但體積大、耗材多,效率低(常低于40%~60%)。
 
  后者以改變調整元件(或開關)的通斷時間比來調節輸出電壓,從而達到穩壓。這類電源功耗小,效率可達85%左右,但缺點是紋波大、相互干擾大。所以,80年代以來發展迅速。從工作方式上可分為:
 
  ①可控整流型。用改變晶閘管的導通時間來調整輸出電壓。
 
  ②斬波型。輸入是不穩定的直流電壓,以改變開關電路的通斷比得到單向脈動直流,再經濾波后得到穩定直流電壓。
 
  ③變換器型。不穩定直流電壓先經逆變器變換成高頻交流電,再經變壓、整流、濾波后,從所得新的直流輸出電壓取樣,反饋控制逆變器工作頻率,達到穩定輸出直流電壓的目的。
 
  
 
  穩壓電源的種類很多,串聯型穩壓電源由電源變壓器、整流元器件、濾波電容、調整元件(調整管或三瑞穩壓器等)、基準電壓、取樣網絡、比較放大以及過載或短路保護等組合而成。由于串聯型穩壓電源屬線性穩壓電路,且調整管在穩壓便。其缺點是功耗大、效率低和允許電網波動范圍小。一般串聯穩壓電源允許電網波動范圍為(220±22)V。 為了降低功耗,提高效率,引入了開關型穩壓電源。
 
  開關型穩壓電源通常稱之為開關電源。它有以下:
 
  1、開關電源是直接對電網電壓進行整流濾波調整,然后由開關調整管進行穩壓。所以不需要變壓器的。
 
  2、開關電源一般采用功率半導體器件作為開關,通過控制開關的占空比調整輸出電壓。以功率晶體管(GTR)為例,當開關管飽和導通時,集電極和發射極兩端的壓降接近零,在開關管截止時,其集電極電流為零,所以功耗小,效率高。效率可高達70%~95%。而功耗小,散熱器也隨之減小。
 
  3、開關工作頻率在幾十千赫,所用濾波電容器和電感的容量值較小。因此開關電源具有重量輕,體積小等特點。
 
  4、由于功耗小,機內溫升低,從而提高了整機的穩定性和可靠性。
 
  
 
  電源有分開關電源與穩壓電源,這兩種電源是有區別的,但也存在著相似之處。
 
  開關電源是近代普遍推廣的穩壓電源,具有效率高、電壓范圍寬,輸出電壓穩定等特點,現在應用比較廣。
 
  比如現在電腦的ATX電源、筆記本電腦電源適配器、打印機電源、手機充電器等等。穩壓電源是在負載功率變化時,輸出電壓仍然保持固定的電壓值。開關電源也是穩壓電源,但穩壓電源不能直接稱為開關電源。
 
  穩壓電源是使用電子電路輸出電壓達到穩定目的的電源,有串聯型穩壓電源、并聯型穩壓電源、開關穩壓電源。
 
  普通的串聯穩壓電源都安裝電源變壓器,具有輸出電壓穩定、波紋小等優點,但是電壓范圍小,效率低。
 
  并聯穩壓電源輸出電壓特別穩定,但是負載能力很差,只在儀表內部做基準用。
 
  開關電源的調整管工作在飽和和截止狀態,因而發熱量小,效率高(75%以上)而且省掉了大體積的變壓器。但開關直流穩壓的輸出的直流上面會疊加較大的紋波(50mv),在輸出端并接穩壓二極管可以改善,另外由于開關管工作是會產生很大的尖峰脈沖干擾,也需要在電路中串連磁珠加以改善。
 
  相對而言直流穩壓電源就沒有以上缺陷,它的紋波可以做的很小(15mv以下)。對于電源效率和安裝體積有要求的地方用開關直流穩壓電源最好,對于電磁干擾和電源純凈性有要求的地方(例如電容漏電檢測)多選用線性直流穩壓電源。另外當電路中需要做隔離的時候現在多數用DC-DC來做對隔離部分供電(DC-DC從其工作原理上來說就是開關直流穩壓電源)。開關直流穩壓電源中用到的高頻變壓器可能繞制起來較麻煩。
 
  開關電源相對質量較輕,體積較小。開關電源是通過開關管的打開與關閉的次數或時間,來調節輸出功率,效率比線性穩壓電源要高,發熱量相對要小很多,但是動態響應較差,適宜較穩定負載場所。 開關電源的濾波電容由于工作頻率很高,故對電網的干擾很大。
 
  直流線性穩壓電源相對較重,濾波電容個頭大,整體體積大。直流線性穩壓電源是調整管分壓使輸出電壓降低,所以調整管的負擔很重,發熱量大且效率較低。但是動態響應很好,適宜負載變化較頻繁場所,例如音頻功放機。
 
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