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深圳市鑫諾爾科技有限公司

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什么是直流穩(wěn)壓電源?

2020-03-27(1590)次瀏覽


  能為負(fù)載提供穩(wěn)定直流電源的電子裝置。直流穩(wěn)壓電源的供電電源大都是交流電源,當(dāng)交流供電電源的電壓或負(fù)載電阻變化時,穩(wěn)壓器的直流輸出電壓都會保持穩(wěn)定。 直流穩(wěn)壓電源隨著電子設(shè)備向高精度、高穩(wěn)定性和高可靠性的方向發(fā)展,對電子設(shè)備的供電電源提出了高的要求。直流穩(wěn)壓電源

  由于電子技術(shù)的特性,電子設(shè)備對電源電路的要求就是能夠提供持續(xù)穩(wěn)定、滿足負(fù)載要求的電能,而且通常情況下都要求提供穩(wěn)定的直流電能。提供這種穩(wěn)定的直流電能的電源就是直流穩(wěn)壓電源。直流穩(wěn)壓電源在電源技術(shù)中占有十分重要的地位。另外,很多電子愛好者初學(xué)階段首先遇到的就是要解決電源問題,否則電路無法工作、電子制作無法進(jìn)行,學(xué)習(xí)就無從談起。

  線性穩(wěn)定電源有一個共同的特點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。

  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)點是體積小,重量輕,穩(wěn)定可靠;缺點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?。K墓β士勺詭淄撸瓗浊呔挟a(chǎn)品。

  1.輸出電壓值能夠在額定輸出電壓值以下任意設(shè)定和正常工作。

  2.輸出電流的穩(wěn)流值能在額定輸出電流值以下任意設(shè)定和正常工作。

  3.直流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓與穩(wěn)流狀態(tài)能夠自動轉(zhuǎn)換并有相應(yīng)的狀態(tài)指示。

  4.對于輸出的電壓值和電流值要求精確的顯示和識別。

  5.對于輸出電壓值和電流值有精準(zhǔn)要求的直流穩(wěn)壓電源,一般要用多圈電位器和電壓電流微調(diào)電位器,或者直接數(shù)字輸入。

  6.要有完善的保護(hù)電路。直流穩(wěn)壓電源在輸出端發(fā)生短路及異常工作狀態(tài)時不應(yīng)損壞,在異常情況消除后能立即正常工作。

  直流穩(wěn)壓電源主要由四部分組成:電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路。

  1.電源變壓器

  電源變壓器是一種軟磁電磁元件,功能是功率傳送、電壓變換和絕緣隔離,在電源技術(shù)中和電力電子技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用。

  2.整流電路

  “整流電路”(recfying circuit)是把交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的電路。大多數(shù)整流電路由變壓器、整流主電路和濾波器等組成。它在直流電動機(jī)的調(diào)速、發(fā)電機(jī)的勵磁調(diào)節(jié)、電解、電鍍等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。整流電路通常由主電路、濾波器和變壓器組成。20世紀(jì)70年代以后,主電路多用硅整流二極管和晶閘管組成。濾波器接在主電路與負(fù)載之間,用于濾除脈動直流電壓中的交流成分。變壓器設(shè)置與否視具體情況而定。變壓器的作用是實現(xiàn)交流輸入電壓與直流輸出電壓間的匹配以及交流電網(wǎng)與整流電路之間的電隔離。

  整流電路的作用是將交流降壓電路輸出的電壓較低的交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動性直流電,這就是交流電的整流過程,整流電路主要由整流二極管組成。經(jīng)過整流電路之后的電壓已經(jīng)不是交流電壓,而是一種含有直流電壓和交流電壓的混合電壓。習(xí)慣上稱單向脈動性直流電壓。



  3.濾波電路

  濾波電路常用于濾去整流輸出電壓中的紋波,一般由電抗元件組成,如在負(fù)載電阻兩端并聯(lián)電容器C,或與負(fù)載串聯(lián)電感器L,以及由電容,電感組成而成的各種復(fù)式濾波電路。

  4.穩(wěn)壓電路

  穩(wěn)壓電路是指在輸入電壓、負(fù)載、環(huán)境溫度、電路參數(shù)等發(fā)生變化時仍能保持輸出電壓恒定的電路。這種電路能提供穩(wěn)定的直流電源,廣為各種電子設(shè)備所采用。

  直流穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)可以分為兩大類:一類是特性指標(biāo),反映直流穩(wěn)壓電源的固有特性,如輸入電壓、輸出電壓、輸出電流、輸出電壓調(diào)節(jié)范圍;另一類是質(zhì)量指標(biāo),反映直流穩(wěn)壓電源的優(yōu)劣,包括穩(wěn)定度、等效內(nèi)阻(輸出電阻)、紋波電壓及溫度系數(shù)等。

 ?。?)輸出電壓范圍

  符合直流穩(wěn)壓電源工作條件情況下,能夠正常工作的輸出電壓范圍。該指標(biāo)的上限是由最大輸入電壓和最小輸入-輸出電壓差所規(guī)定,而其下限由直流穩(wěn)壓電源內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓值決定。

 ?。?)最大輸入輸出電壓差

  該指標(biāo)表征在保證直流穩(wěn)壓電源正常工作條件下,所允許的最大輸入-輸出之間的電壓差值,其值主要取決于直流穩(wěn)壓電源內(nèi)部調(diào)整晶體管的耐壓指標(biāo)。

 ?。?)最小輸入輸出電壓差

  該指標(biāo)表征在保證直流電源正常工作條件下,所需的最小輸入-輸出之間的電壓差值。

 ?。?)輸出負(fù)載電流范圍

  輸出負(fù)載電流范圍又稱為輸出電流范圍,在這一電流范圍內(nèi),直流穩(wěn)壓電源應(yīng)能保證符合指標(biāo)規(guī)范所給出的指標(biāo)。

 ?。?)電壓調(diào)整率SV

  電壓調(diào)整率是表征直流穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓性能的優(yōu)劣的重要指標(biāo),又稱為穩(wěn)壓系數(shù)或穩(wěn)定系數(shù),它表征當(dāng)輸入電壓VI變化時直流穩(wěn)壓電源輸出電壓VO穩(wěn)定的程度,通常以單位輸出電壓下的輸入和輸出電壓的相對變化的百分比表示。電壓調(diào)整率公式見圖2-2-1。

 ?。?)電流調(diào)整率SI

  電流調(diào)整率是反映直流穩(wěn)壓電源負(fù)載能力的一項主要自指標(biāo),又稱為電流穩(wěn)定系數(shù)。它表征當(dāng)輸入電壓不變時,直流穩(wěn)壓電源對由于負(fù)載電流(輸出電流)變化而引起的輸出電壓的波動的抑制能力,在規(guī)定的負(fù)載電流變化的條件下,通常以單位輸出電壓下的輸出電壓變化值的百分比來表示直流穩(wěn)壓電源的電流調(diào)整率。電流調(diào)整率公式見圖2-2-2。

  (3)紋波抑制比SR

  紋波抑制比反映了直流穩(wěn)壓電源對輸入端引入的市電電壓的抑制能力,當(dāng)直流穩(wěn)壓電源輸入和輸出條件保持不變時,紋波抑制比常以輸入紋波電壓峰-峰值與輸出紋波電壓峰-峰值之比表示,一般用分貝數(shù)表示,但是有時也可以用百分?jǐn)?shù)表示,或直接用兩者的比值表示。直流穩(wěn)壓電源

 ?。?)溫度穩(wěn)定性K

  集成直流穩(wěn)壓電源的溫度穩(wěn)定性是以在所規(guī)定的直流穩(wěn)壓電源工作溫度最大變化范圍內(nèi)(Tmin≤≤Tmax)直流穩(wěn)壓電源輸出電壓的相對變化的百分比值。溫度穩(wěn)定性公式見圖2-2-3。

 ?。?)最大輸入電壓

  是保證直流穩(wěn)壓電源安全工作的最大輸入電壓。

 ?。?)最大輸出電流

  是保證穩(wěn)壓器安全工作所允許的最大輸出電流。