穩(wěn)壓電源基礎(chǔ)知識

穩(wěn)壓電源（stabilized voltage supply）是能為負(fù)載提供穩(wěn)定交流電源或直流電源的電子裝置。包括交流穩(wěn)壓電源和直流穩(wěn)壓電源兩大類。

　　一、交流穩(wěn)壓電源的分類及其特點(diǎn)：

　　能夠提供一個穩(wěn)定電壓和頻率的電源稱交流穩(wěn)定電源。目前國內(nèi)多數(shù)廠家所做的工作是交流電壓穩(wěn)定。下面結(jié)合市場有的交流穩(wěn)壓電源簡述其分類特點(diǎn)。

　　參數(shù)調(diào)整(諧振)型

　　這類穩(wěn)壓電源，穩(wěn)壓的基本原理是LC串聯(lián)諧振，早期出現(xiàn)的磁飽和型穩(wěn)壓器就屬于這一類。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，無眾多的元器件，可靠性相當(dāng)高穩(wěn)壓范圍相當(dāng)寬，抗干擾和抗過載能力強(qiáng)。缺點(diǎn)是能耗大、噪聲大、笨重且造價高。

　　在磁飽和原理的基礎(chǔ)上的發(fā)育進(jìn)形成的參數(shù)穩(wěn)壓器和我國50年代已流行的“磁放大器調(diào)整型電子交流穩(wěn)壓器”(即614型)均屬此類原理的交流穩(wěn)壓器。

　　自耦(變比)調(diào)整型

　　1、機(jī)械調(diào)壓型，即以伺服電機(jī)帶動炭刷在自耦變壓器的的繞組滑動面上移動，改變Vo對Vi的比值，以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)整和穩(wěn)定。該種穩(wěn)壓器可以從幾百瓦到幾千瓦。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，造價低，輸出波形失真小;但由于炭刷滑動接點(diǎn)易產(chǎn)生電火花，造成電刷損壞以至燒毀而失效;且電壓調(diào)整速度慢。

　　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(tài)繼電器)做為開關(guān)器10件，自動改變抽頭位置，從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。

　　該種型穩(wěn)壓器優(yōu)點(diǎn)是電路簡單，穩(wěn)壓范圍寬(130V-280V)，效率高(≥95%)，價格低。而缺點(diǎn)是穩(wěn)壓精度低(±8～10%)工作壽命短，它適用于家庭給空調(diào)器供電。

　　大功率補(bǔ)償型——凈化型穩(wěn)壓器(含精密型穩(wěn)壓器)

　　它用補(bǔ)償環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定，易實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制。

　　它的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾性能好，穩(wěn)壓精度高(≤±1%)、響應(yīng)快(40～60ms)、電路簡單、工作可靠。缺點(diǎn)是：帶計算機(jī)，程控交換機(jī)等非線性負(fù)載時有低頻振蕩現(xiàn)象;輸入側(cè)電流失真度大，源功率因數(shù)較低;輸出電壓對輸入電壓有相移。對抗干擾功能要求較高的單位，在城市里應(yīng)用為宜，計算機(jī)供電時，必須選用計算機(jī)總功率的2-3倍左右穩(wěn)壓器來使用。因具有穩(wěn)壓、抗干擾，響應(yīng)速度快、價格適中等優(yōu)點(diǎn)，所以應(yīng)用廣泛。

　　開關(guān)型交流穩(wěn)壓電源

　　它應(yīng)用于高頻脈寬調(diào)制技術(shù)，與一般開關(guān)電源的區(qū)別是它的輸出量必須是與輸入側(cè)同上頻、同相的交流電壓。它的輸出電壓波型有準(zhǔn)方波、梯型波、正弦波等，市場上的不間斷電源(UPS)抽掉其中的蓄電源和充電器，就是一臺開關(guān)型交流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓性好，控制功能強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)智能化，是非常具有前途的交流穩(wěn)壓電源。但因其電路復(fù)雜，價格較高，所以推廣較慢。　　二、直流穩(wěn)定電源的種類及選用：

　　直流穩(wěn)定電源按習(xí)慣可分為化學(xué)電源，線性穩(wěn)定電源和開關(guān)型穩(wěn)定電源，它們又分別具有各種不同類型：

　　化學(xué)電源

　　我們平常所用的干電池、鉛酸蓄電池、鎳鎘、鎳氫、鋰離子電池均屬于這一類，各有其優(yōu)缺點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，又產(chǎn)生了智能化電池;在充電電池材料方面，美國研制 員發(fā)現(xiàn)錳的一種碘化物，用它可以制造出便宜、小巧、放電時間 ，多次充電后仍保持性能良好的環(huán)保型充電電池。

　　線性穩(wěn)定電源

　　線性穩(wěn)定電源有一個共同的特點(diǎn)就是它的功率器件調(diào)整管工作在線性區(qū)，靠調(diào)整管之間的電壓降來穩(wěn)定輸出。由于調(diào)整管靜態(tài)損耗大，需要安裝一個很大的散熱器給它散熱。而且由于變壓器工作在工頻(50Hz)上，所以重量較大。

　　該類電源優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性高，紋波小，可靠性高，易做成多路，輸出連續(xù)可調(diào)的成品。缺點(diǎn)是體積大、較笨重、效率相對較低。這類穩(wěn)定電源又有很多種，從輸出性質(zhì)可分為穩(wěn)壓電源和穩(wěn)流電源及集穩(wěn)壓、穩(wěn)流于一身的穩(wěn)壓穩(wěn)流(雙穩(wěn))電源。從輸出值來看可分定點(diǎn)輸出電源、波段開關(guān)調(diào)整式和電位器連續(xù)可調(diào)式幾種。從輸出指示上可分指針指示型和數(shù)字顯示式型等等。

　　開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源

　　與線性穩(wěn)壓電源不同的一類穩(wěn)電源就是開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源，它的電路型式主要有單端反激式，單端正激式、半橋式、推挽式和全橋式。它和線性電源的根本區(qū)別在于它變壓器不工作在工頻而是工作在幾十千赫茲到幾兆赫茲。功能管不是工作在飽和及截止區(qū)即開關(guān)狀態(tài);開關(guān)電源因此而得名。

　　開關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)是體積小，重量輕，穩(wěn)定可靠;缺點(diǎn)相對于線性電源來說紋波較大(一般≤1%VO(P-P)，好的可做到十幾mV(P-P)或更小)。它的功率可自幾瓦-幾千瓦均有產(chǎn)品。價位為3元-十幾萬元/瓦，下面就一般習(xí)慣分類介紹幾種開關(guān)電源：

　　AC/DC電源

　　該類電源也稱一次電源，它自電網(wǎng)取得能量，經(jīng)過高壓整流濾波得到一個直流高壓，供DC/DC變換器在輸出端獲得一個或幾個穩(wěn)定的直流電壓，功率從幾瓦-幾千瓦均有產(chǎn)品，用于不同場合。屬此類產(chǎn)品的規(guī)格型號繁多，據(jù)用戶需要而定通信電源中的一次電源(AC220輸入，DC48V或24V輸出)也屬此類。

　?、?DC/DC電源

　　在通信系統(tǒng)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(jīng)DC/DC變換以后在輸出端獲一個或幾個直流電壓。

　　③ 通信電源

　　通信電源其實(shí)質(zhì)上就是DC/DC變換器式電源，只是它一般以直流-48V或-24V供電，并用后備電池作DC供電的備份，將DC的供電電壓變換成電路的工作電壓，一般它又分中央供電、分層供電和單板供電三種，以后者可靠性最高。

　?、?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，幾安幾百安均有產(chǎn)品。為防止AC電網(wǎng)斷電影響電臺工作，而需要有電池組作為備份，所以此類電源除輸出一個13.8V直流電壓外，還具有對電池充電自動轉(zhuǎn)換功能。

　?、?模塊電源

　　隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，對電源可靠性、容量/體積比要求越來越高，模塊電源越來越顯示其優(yōu)越性，它工作頻率高、體積小、可靠性高，便于安裝和組合擴(kuò)容，所以越來越被廣泛采用。目前，目前國內(nèi)雖有相應(yīng)模塊生產(chǎn)，但因生產(chǎn)工藝未能趕上國際水平，故障率較高。

　　DC/DC模塊電源目前雖然成本較高，但從產(chǎn)品的漫長的應(yīng)用周期的整體成本來看，特別是因系統(tǒng)故障而導(dǎo)致的高昂的維修成本及商譽(yù)損失來看，選用該電源模塊還是合算合算的，在此還值得一提的是羅氏變換器電路，它的突出優(yōu)點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡單，效率高和輸出電壓、電流的紋波值接近于零。

　?、?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(jù)特殊需要選用。開關(guān)電源的價位一般在2-8元/瓦特殊小功率和大功率電源價格稍高，可達(dá)11-13元/瓦。