交流穩(wěn)壓電源損耗與節(jié)能的研究

圖2旁通電路圖

功率自耦穩(wěn)壓電源的損耗中，不必要的“多余損耗”占全部能耗的64％以上，而全年多余的電損耗卻在幾百至上千（kW·h），由此看出這種不必要的電力損耗是相當(dāng)大的。以上還是效率較高的自耦調(diào)壓穩(wěn)壓電源的電能損耗估算，對于其他效率較低的穩(wěn)壓電源，其損耗則是以上數(shù)據(jù)的幾倍到十幾倍，電能的浪費更是相當(dāng)驚人。因此，如何減少“多余損耗”是交流穩(wěn)壓電源節(jié)能的關(guān)鍵，為此，有必要對現(xiàn)行的穩(wěn)壓電源進(jìn)行性能評估與改進(jìn)，以便在穩(wěn)壓過程中盡量減少電能的損耗，以達(dá)到節(jié)約資源與環(huán)境保護(hù)的目的。

3關(guān)于交流穩(wěn)壓電源節(jié)能的研究

交流穩(wěn)壓電源以其穩(wěn)壓和有效保護(hù)用電設(shè)備等特性而得到用戶的青睞，如果在負(fù)載不工作和市電正常供電的情況下，穩(wěn)壓電源能自動進(jìn)入“休眠”狀態(tài)節(jié)約電能，則成為真正的節(jié)能型交流穩(wěn)壓電源。

3．1交流穩(wěn)壓電源的節(jié)能原理

根據(jù)以上構(gòu)思，對自耦調(diào)壓型穩(wěn)壓電源而言，其穩(wěn)壓與節(jié)能工作原理如圖1所示。

圖中實線部分為通常的自耦調(diào)壓型穩(wěn)壓電源原理框圖，虛線部分是為達(dá)到節(jié)能目的而增加的控制電路。在框圖中虛線部分的作用下，當(dāng)負(fù)載不工作或負(fù)載工作而市電正常供電時，穩(wěn)壓電源均處于“休眠”節(jié)能工作狀態(tài)，這時調(diào)壓穩(wěn)壓主通道幾乎不耗電，從而達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的目的。

3．2交流穩(wěn)壓電源節(jié)能典型電路分析

由以上交流穩(wěn)壓電源節(jié)能原理分析可知，要想達(dá)到節(jié)能的目的，最容易想到也是最容易實現(xiàn)的是在穩(wěn)壓電源中加入直通旁路通道，如圖2所示，當(dāng)穩(wěn)壓電源在負(fù)載不工作或市電正常時，節(jié)能控制電路斷開S1和S2，接通S3，切換到市電直通狀態(tài)，使穩(wěn)壓主電路不耗電，而當(dāng)負(fù)載工作且電網(wǎng)電壓不正常時（例如大于242V或小于198V），則S3斷開，S1和S2接通，進(jìn)入穩(wěn)壓工作狀態(tài)，這種方法幾乎適用于所有的穩(wěn)壓電源。但它有兩個明顯的缺點：

　?。?）在市電直通與穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換過程中，存在瞬間斷電現(xiàn)象；

　?。?）當(dāng)負(fù)載功率較大時，用于轉(zhuǎn)換的S1、S2和S3要求采用大電流的通斷器（如交流接觸器等），增大了整機(jī)成本。

　　為了克服以上方案的不足，對于自耦調(diào)壓型穩(wěn)壓電源，有一個更好的解決方案，如圖3所示。當(dāng)需要穩(wěn)壓工作時，S接通，電路進(jìn)入正常的調(diào)壓穩(wěn)壓狀態(tài)；當(dāng)負(fù)載不工作或市電正常時，控制電路控制炭刷A移動到固定點B位置，然后斷開S，市電在B－A點直通供電，此時自耦調(diào)壓器不耗電能，即可以達(dá)到節(jié)能的目的。由于空載和負(fù)載時流經(jīng)S的電流遠(yuǎn)小于整機(jī)額定電流，因此S可用很小電流的通斷器，并且直通和穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換時不會出現(xiàn)瞬間斷電，是一種較理想的實現(xiàn)方式。

圖3 自耦調(diào)壓型改進(jìn)方案

3．3應(yīng)用

中山大學(xué)電器設(shè)備廠根據(jù)多年來生產(chǎn)穩(wěn)壓電源的經(jīng)驗，按照以上節(jié)能原理，已經(jīng)研制了“空損耗”的節(jié)能型穩(wěn)壓電源產(chǎn)品。把普通的穩(wěn)壓電源更換成節(jié)能型穩(wěn)壓電源后，節(jié)能都在65％以上，效果非常顯著。相信經(jīng)過進(jìn)一步的完善和推廣應(yīng)用，將會取得良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，為我國的節(jié)能與環(huán)保事業(yè)作出貢獻(xiàn)。