稳压电源的分类有哪些?
稳压电源是指其输出电压相对稳定,与人们的日常生活密切相关。也叫稳压电源和稳压器。随着电子技术的发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多,对稳压电源的要求也更加灵活多样。电子设备的小型化和低成本使得稳压电源向轻、薄、小、高效的方向发展。在设计上,稳压电源也从传统的晶体管串联稳压电源迅速发展到效率高、体积小、重量轻的开关稳压电源。
在日常工作中,电子工程师通常将调压器按稳定对象分为DC调压器和交流调压器,DC调压器的输出电压为DC,交流调压器的输出电压为交流电,两者一般都由市电供电。因此,我们可以根据稳压器的类型将稳压电源分为DC稳压电源和交流稳压电源。下面我们简单介绍一下这两类稳压电源(见表1)。
一、稳压电源的分类
二、交流稳压电源的分类和特点
能够提供稳定交流电压和频率的电源称为交流稳压电源,市场上的交流稳压电源大致可以分为以下几类:
2.1.参数调整(共振)类型
这种稳压电源的基本原理是LC串联谐振,早期的带磁饱和调节器的稳压电源就属于这种。其优点是结构简单,所需元件少,稳压范围宽,可靠性高,抗干扰和抗过载能力强。缺点是能耗高、噪音大、体积大、成本高。
2.2.自动耦合(可变比率)调整类型
2.2.1.机械压力调节型
伺服电机驱动碳刷在自耦变压器的绕组滑动面上运动,改变输出电压(vo)与输入电压(Vi)的比值,从而实现稳压电源输出电压的调节和稳定。它具有结构简单、成本低、输出波形失真小的特点。但由于碳刷滑动,触点容易产生火花,导致电刷损坏甚至烧毁,调压速度慢。
2.2.2.更改抽头类型
将自耦变压器做成多个固定抽头,用继电器或晶闸管(固态继电器)作为开关控制,自动改变抽头位置,从而实现输出电压的稳定。这种稳压电源具有电路简单、调节范围宽(130V-280V)、效率高(≥95%)和价格低等优点。缺点是稳压精度低(8 ~ 10%),工作寿命短。适用于给家里的空调供电。
2.2.3.大功率补偿型净化调节器(包括精密调节器)
这种稳压电源采用补偿环节来稳定输出电压,易于实现微机控制。其优点是抗干扰性能好,稳压精度高(≤ 1%),响应快(40 ~ 60 ms),电路简单,工作可靠。缺点是对计算机、程控交换机等非线性负载有低频振荡;输入电流畸变大,源功率因数低;输出电压与输入电压有相移。由于其电压稳定、抗干扰、响应速度快、价格适中等优点,得到了广泛的应用。
2.3.开关交流稳压电源
用于高频脉宽调制技术,与一般开关电源的区别在于其输出必须是与输入同频同相的交流电压。其输出电压波形有准方波、阶梯波、正弦波等。市场上的不间断电源(UPS)是一种通过去掉存储电源和充电器的开关交流稳压电源。开关交流稳压电源电压稳定性好,控制功能强,易于实现智能化,是一种很有前途的交流稳压电源。但由于其电路复杂,价格昂贵,普及缓慢。
DC稳压电源的分类及特点
根据习惯,DC稳压电源可分为化学电源、线性稳压电源和开关稳压电源。下面我们将详细介绍这些类型的电源。
3.1.化学电源
我们平时用的干电池、铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池都是化学电源,各有优缺点。随着科技的发展,智能电池应运而生。在可充电电池材料方面,美国研究人员发现了一种锰的碘化物,可用于制造廉价、紧凑、放电时间长且在重复充电后仍保持良好性能的电池。
3.2.线性DC稳压电源(LPS)
线性DC稳压电源是指稳压管工作在线性状态的DC稳压电源。线性DC稳压电源主要包括工频变压器、输出整流滤波器、控制电路和保护电路。
线性DC稳压电源是将交流电通过变压器进行变压,然后通过整流电路整流滤波得到不稳定的DC电压。为了实现高精度的DC电压,必须通过电压反馈来调整输出电压,这可以达到很高的水平。稳定,纹波也很小,和开关稳压电源没有干扰和噪音。但其缺点是需要庞大笨重的变压器,滤波电容的体积和重量也相当大。而且电压反馈电路工作在线性状态,在调节管上有一定的压降。输出大工作电流时,调节管功耗过大,转换效率低,安装大散热片。
3.3.开关DC稳压电源
开关DC稳压电源是一种利用现代电力电子技术控制开关晶体管导通和关断的时间比,维持稳定输出电压的电源。其电路形式主要包括单端反激、单端正激、半桥、推挽和全桥等。基本的开关DC稳压电源主要包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、逆变器、输出整流滤波器、控制电路和保护电路。开关DC稳压电源的优点是体积小、重量轻、稳定可靠。缺点:与线性DC稳压电源相比,纹波较大(一般≤1%VP-P)。以下类别介绍了几种开关DC稳压电源:
3.3.1.交流/DC电源
这种电源也称为一次电源,从电网中获取能量,通过高压整流滤波得到一个DC高压,使DC/DC变换器在输出端获得一个或几个稳定的DC电压。功率从几瓦到几千瓦不等,用于不同的场合。
3.3.2.DC/DC电源
在通信系统中又称为二次电源,是由一次电源或DC电池组提供的一个DC输入电压,经过DC/DC转换后在输出端得到一个或几个DC电压。
3.3.3.通信电源
通信电源本质上是DC/DC转换器电源,但通常由DC - 48V或- 24V供电,备用电池作为DC电源备用,将DC电源电压转换为电路工作电压。一般分为中央供电、分层供电、单板供电三种,单板供电可靠性最高。
3.3.4.无线电电源
电台电源输入为AC220V/110V,输出为DC13.8V V,功率取决于供电站的功率。为了防止交流电网停电影响电台,需要电池组作为备用,所以这种电源不仅输出13.8V的DC电压,还具有电池充电自动转换功能。
3.3.5.模块电源
随着科学技术的飞速发展,对电源的可靠性、容量和体积比的要求越来越高,模块化电源越来越显示出其优势。它工作频率高,体积小,可靠性高,易于安装和扩展,因此应用越来越广泛。
3.3.6.特殊电源
高压小电流电源、大电流电源、400Hz输入的交流/DC电源等。可以归入这一类,可以根据特殊需要选择。
第四,选择合适的电源
稳压电源的分类没有明确的含义和界限,我们也可以根据电源稳压器的其他特性对电源进行分类。面对种类繁多的电源产品,如何选择一款合适的稳压电源至关重要。我们在选择稳压电源时,不仅要确定电源的型号和类型,还要考虑所选稳压电源的电气特性是否能满足工作需要。对于一个理想的稳压电源,除了电源的功率和输出电压满足工作需要外,对于交流稳压电源,我们还需要确定稳压电源的相数、稳压范围和稳压精度,还需要满足工作需要。对于DC稳压电源,需要考虑稳压电源的功率调节率、输出功率、负载调节率和纹波。
动词 (verb的缩写)名词解释
1.电源调整率:输入变化时输出的稳压精度。
2.负载调整率:负载变化时输出端的稳压精度。
3.滤波器:用来消除干扰和噪声的装置,对输入或输出进行滤波,以获得纯净的交流电。
4.最大纹波电压:在额定输出电压和负载电流下,输出电压纹波(包括噪声)的绝对值。通常用峰峰值或有效值表示。
5.市电:即交流电(AC)。交流电的成分包括电压、电流和频率。频率可分为50HZ和60HZ。电压范围为100V ~ 240V;正常交流电的波形是正弦波。
6.电池串/并联:将多个性能和容量相同的电池按一定极性串联起来,组成电池组;多个具有相同电压的电池或电池组在它们的末端以相同的极性连接,以形成并联输出。
7.常见缩写:CC-恒流CV-恒压Cr-恒阻