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穩壓電源包括直流穩壓電源和交流穩壓電源兩種，交流穩壓電源是能夠為負載回收穩定交流電源的電子裝置，也稱交流穩壓器。交流穩壓電源目前已廣泛應用于工業自動化， 配電柜回收 ，成套設備、數控機床、輕紡、醫療、賓館、廣播電視、通訊設備等各種需要電壓穩定的場合。以上使用場合如配接計算機遠程通訊接口，還可實現遠端對電源穩壓器的遙控、遙信和遙測。 本文引用地址：1.無觸點交流穩壓器 ?、?鐵磁諧振式交流穩壓器：利用飽和扼流圈與相應的電容器組合后具有恒壓伏安特性而制成的交流穩壓裝置。磁飽和式是這種穩壓器的早期典型結構。它結構簡單，制 造方便，輸入電壓允許變化范圍寬，工作可靠，過載能力較強。但波形失真較大，穩定度不高。近年發展起來的穩壓變壓器，也是借助電磁元件的非線性實現穩壓功 能的電源裝置。它與磁飽和式穩壓器的區別在于磁路結構形式的不同，而基本工作原理則相同。它在一個鐵心上同時實現穩壓和變壓雙重功能，所以優于普通電源變 壓器和磁飽和穩壓器。 ?、诖欧糯笃魇浇涣鞣€壓器：將磁放大器和自耦變壓器串聯起來，利用電子線路改變磁放大器的阻抗以穩定輸出電壓的裝置。其電路形式可以是線性放大，也可以是脈寬調制等。這類穩壓器帶有反饋控制的閉環系統，所以穩定度高，輸出波形好。但因采用慣性較大的磁放大器，故恢復時間較長。又因采用自耦方式，所以抗干擾能力較差。 ?、鄹袘浇涣鞣€壓器：靠改變變壓器次級電壓相對于初級電壓的相位差，使輸出交流電壓獲得穩定的裝置。它在結構上類似 繞式異步電動機，而原理上又類似感應調壓器。它的穩壓范圍寬，輸出電壓波形好，功率可做到數百千瓦。但由于轉子經常處于堵轉狀態，故功耗較大，效率低。另 因銅、鐵用料多，故較少生產。 ?、芫чl管交流穩壓器：用晶閘管作功率調整元件的交流穩壓器。它具有穩定度高、反應快、無噪聲等優點。但因對市電波形有損害，對通信設備和電子設備造成干擾。 2.有觸點交流穩壓器 滑動式交流穩壓器：用改變變壓器滑動接點位置，使輸出電壓獲得穩定的裝置，即是用伺服電機驅動的自動調壓式交流穩壓器。這類穩壓器效率高，輸出電壓波形好，對負載性質無特殊要求。但穩定度較低，恢復時間較長。 隨著電源技術的發展，80年代又出現了下列3種新型交流穩壓電源。①補償式交流穩壓器：又稱部分調整式穩壓器。利用補償變壓器的附加電壓串接在電源與負載之間，隨著輸入電壓的高低，用斷續式的交流開關（接觸器或晶閘管）或用連續式的伺服電動機來改變附加電壓的大小或極 性，把輸入電壓高出部分（或不足部分）減去（或加上），從而達到穩壓目的。補償變壓器容量僅為輸出功率的1/7左右，具有結構簡單、造價低廉的優點，但穩 定度不高。②數控式交流穩壓器和步進式穩壓器：由邏輯元件或微回收機構成控制電路，按輸入電壓高低轉換變壓器初級匝數，使輸出電壓獲得穩定。③靜化式交流穩壓器：由于具有良好的隔離作用，能消除來自電網的尖峰干擾而得到應用。電保鏢穩壓器 3. 交流穩壓電源應用 3.1全自動無觸點交流穩壓器電路 在市電電壓為150V~300V范圍內變化時本電路均可以準確、快捷地調整輸出電壓。 電路如圖所示。市電經過L1進入VD1~VD4全橋整流以后加在晶閘管VT上，VT的導通角受到BT33的控制。BT33、C、R1、R2、R3和KP組成一個張弛振蕩器，改變KP可以改變振蕩周期。
當市電電壓升高時，加在BT33上的電壓相應升高，振蕩加快，VT導通角減小，VT上的電壓升高，使L1上的電壓不變；反之VT上的電壓降時L1上的電壓 仍然不變；于是經過L2耦合后的電壓也就保持恒定。由于采用了全橋整流，L1、L2上的電壓都是正弦波。 VD1~VD4和VT上的電流要根據變壓器的容量選取且要有較大余量，耐壓均應在600V以上。R1、R2選用3W電阻，KP最好選用2W以上的可調電阻。 3.2無觸點斬波式交流穩壓器 采用增強型脈寬調制EPWM控制策略的無觸點斬波式交流穩壓器的簡化原理電路如圖所示，它主要由主電路和控制電路兩部分組成的。主電路由橋式斬波器T1到T4及其輸出串聯補償變壓器Tr、直流整流電路D1到D4和交流輸出濾波器Lf、Cf組成。橋式斬波器通過其輸出串聯補償變壓器Tr的次級串聯在市電電源與負載之間，以便對市電電壓的波 動進行正負補償。橋式斬波器輸出電壓中的諧波，由輸出濾波器Lf、Cf來濾除。橋式斬波器所需的直流整流電源，變壓器回收 ，由取自穩壓電源輸出端的市電電源，通過二極管整流電路D1到D4來供給。這里應指出的是，EPWM橋式斬波器電路T1到T4并不是工作在通常的逆變狀態，而是工作在橋式斬波狀態。這是由它的EPWM工作方式、直流電源電壓波形和直流電容Cd值的大小及其功能來區分的。如圖所示，橋式斬波器的直流電壓，不是通過電容Cd把整流電壓濾波成恒定平滑的直流電壓，而仍然為單相橋式整流未經濾波的波形，可參考圖6b）。也就是說，直流電容Cd的值較小，不再具有直流濾波功能，而只是為了創造一個續流通路而設置的。由于斬波器的開關頻率較高，所以在一個續流周期內的續流能量是很小的，因此Cd的值也很小。Cd的充放電 速度很快，不會影響整流電壓的上升和下降速度，變壓器回收，使Cd上的電壓波形與濾波前的整流電壓波形相同。也就是說，Cd只有續流功能，不再具有濾波功能，因此Cd對整流波形不產生影響。橋式斬波器T1到T4是工作在EPWM斬波狀態， 而不是工作在逆變狀態。
3.3 補償式交流穩壓器原理 補償式穩壓器方式1、方式2的工作原理見圖1、圖2。圖中T1為補償變壓器，其二次繞組串聯在輸入電源回路中。T2為接觸式調壓器，其抽頭2和滑動觸電構成調壓器的輸出，接于補償變壓器的一次繞組。M為伺服電機，電子控制器檢測輸出電壓與額定值的偏差，從而驅動伺服電機，伺服電機帶動調壓器的電刷轉動，以改變調壓器抽頭2和滑動點的輸出電壓，即補償變壓器T1的一次繞組的輸入電壓，也就改變了T1的二次繞組的輸出電壓，實現電壓補償從而達到穩壓的目的。
當輸入電壓低于額定電壓220V時，調壓器的滑動觸點在抽頭2和3之間移動，輸入電壓越低，滑動觸點越向3移動，調壓器的輸出電壓越高，補償電壓U2也就越大，由于此時補償變壓器T1的二次繞組補償電壓U2與輸入電壓Uin相同，U2對輸入電壓進行了補償。當輸入電壓高于額定電壓220V時，調壓器的滑動觸點在抽頭1和2之間滑動，輸入電壓越高，滑動觸點越向1移動，反向補償電壓U2也越大，由于此時補償變壓器T1的二次繞組不補償電壓U2與輸入電壓Uin反向，輸出電壓Uout=Uin-U2l;U2對輸入電壓進行了反相補償，使輸出電壓降低，達到穩壓輸出的目的。 3.4用于汽車發電機的電子調壓器設計 所示為PI一2型晶體管調節器原理圖，該調節器電壓調節部分主要由V1、V2、V3、V4和Vw組成。該調節器具有充電指示燈H電路外，還有如下特點：采用了兩只NPN型三極管與穩壓管Vw串聯有二極管V6，用以對Vw進行溫度補償;裝有正反饋電阻R9，以加速晶體管工作狀況的轉換過程；電容器C1用以降低開關的頻率，提高晶體管工作的穩定性。由于這些特點，使PH一2的性能大大改進。
當發電機電壓低于調節電壓時，Vw不被擊穿，V1無基極電流而截止，V2基極處于高電位，V2導通，從而使V3導通，發電機的激磁回路被接通。同時、由于V3導通，其集電極電壓很高，該電壓通過R10加到V5的基極，使V5導通。 V4也通過R13導通，接通指示燈電路，充電指示燈亮。 當發電機電壓高于調節電壓時，Vw被擊穿，V1有基流而導通，使V2的基極為低電位而截止，V3也截止。V3截止后其集電極為負電位，從而V5無基流而截止，V4也截止，充電指示燈的電路被切斷，指示燈熄滅。當調節器進入正常調節狀態時，V3的截止與導通不斷轉換，其基極上是幅值約為l4V的矩形交變電壓，該電壓經R11、、C4加到由二極管V9、V1組成的整流器上，使正半波通過V9負半波流過V10并使電容器C5充電。來自C5的負電壓經V11、V12限制在1·5~1·6V左右，加到V5基極，使V5截止，故V4也截止，充電指示燈滅。因此當發電機電壓高于調節電壓后，充電指示燈滅，指示發電機已在充電。 ——下期《電源工程師設計全攻略（五）：電源設計工具》 精彩搶先看：1、各大廠商最新的電源設計軟件；2、主流電源設計工具優缺點大比拼。 不日上線，敬請期待！ (責任編輯：admin) |
