交流穩(wěn)壓電源按工作原理分成四類(lèi)

 
  1.參數(shù)調(diào)整(諧振)型
  市場(chǎng)上所說(shuō)的參數(shù)穩(wěn)壓器是以LC串聯(lián)諧振原理為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的，如圖3-62a所示。這里的L和C都是線(xiàn)性元件，輸出電壓Uo與輸入電壓Ui的關(guān)系為

  Uo與Ui的比值取決于感抗ωL和容抗1/ωC的大小。在鐵磁諧振穩(wěn)壓器和穩(wěn)壓變壓器中，由于電容C的兩端并聯(lián)了飽和電抗器Ls，如圖3-62b所示，使等效的并聯(lián)容抗呈現(xiàn)非線(xiàn)性，這種非線(xiàn)性特性隨著Ls的飽和程度在變化，而Ls的飽和程度又是在輸入電壓儀和負(fù)載阻抗Z變化時(shí)自動(dòng)調(diào)整的。當(dāng)Ui較低時(shí)，可以使Uo高于Ui，而在Ui較高時(shí)，又可以使Uo低于Ui。由于Ls處于飽和狀態(tài)，它的磁化伏秒面積基本上是一個(gè)固定值，從而使輸出電壓Uo穩(wěn)定?？梢?jiàn)這種穩(wěn)壓原理是改變Ls的飽和程度，使Ls和C并聯(lián)形成的容抗與L1諧振實(shí)現(xiàn)的。  
  市場(chǎng)上俗稱(chēng)的凈化電源，實(shí)際上是原磁放大器調(diào)整式改進(jìn)型的再改 進(jìn)，簡(jiǎn)化電路如圖3-62c所示。在電容C上并聯(lián)一個(gè)由線(xiàn)性電感L和雙向晶閘管VT串聯(lián)支路組成的等效電感Le，使Le與C并聯(lián)后的等效容抗Ce成為一個(gè)變量，這個(gè)Ce與L2串聯(lián)(L2與Ce串聯(lián)后與Ui相連)，再通過(guò)自耦方式，將L2上的電壓感應(yīng)到L1上，形成補(bǔ)償電壓ΔU，它串聯(lián)在輸入電壓Ui與輸出電壓Uo之間。同前所述，這個(gè)Uo可以高于Ui或低于Ui，從而使Uo穩(wěn)定?？梢?jiàn)這是一種典型的調(diào)感原理，等效電感Le是線(xiàn)性的，由雙向晶閘管通過(guò)相位控制方式來(lái)改變。原始的磁放大器調(diào)整型是利用直流磁化方式來(lái)改變等效電感的，所以俗稱(chēng)的凈化電源應(yīng)屬于磁放大器式的改進(jìn)型，亦因此應(yīng)屬于參數(shù)調(diào)整型。
 
  2. 自耦(變比)調(diào)整型
  這類(lèi)交流穩(wěn)壓電源是以自耦變壓(調(diào)壓)器為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓功能的，典型電路結(jié)構(gòu)有下列兩種：
  (1)機(jī)械調(diào)壓型：即以伺服電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)電刷在自耦變壓器的繞組滑面上移動(dòng)，改變Uo對(duì)Ui的比值，從而自動(dòng)實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)整和穩(wěn)定。如圖3-62d所示，圖中TA為自耦調(diào)壓器。實(shí)際上它就是將平常的手動(dòng)調(diào)壓器，利用電子電路及微型電動(dòng)機(jī)改手動(dòng)為自動(dòng)。所以市場(chǎng)上俗稱(chēng)為全自動(dòng)型穩(wěn)壓器。
  (2)改變抽頭型：改變變壓器的一次(或二次)抽頭的方法，來(lái)改變Uo與Ui的比值，如圖3-62e所示，將自耦變壓器做成多個(gè)固定抽頭，通過(guò)用繼電器或雙向晶閘管(固態(tài)繼電器)做開(kāi)關(guān)器件自動(dòng)改變抽頭位置，從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。
  這些抽頭的位置如果用繼電器轉(zhuǎn)換，而且使Ui在很大范圍內(nèi)變化時(shí)，均能保持Uo基本穩(wěn)定，這就是市場(chǎng)上俗稱(chēng)的寬限型穩(wěn)壓器，這種穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓精度較低。
  為了提高穩(wěn)壓精度，就得增加抽頭個(gè)數(shù)，其開(kāi)關(guān)元件S改為無(wú)觸點(diǎn)的雙向晶閘管，用數(shù)字電路或單片機(jī)來(lái)控制，從而提高其性能，這就是市場(chǎng)上俗稱(chēng)的數(shù)控型交流穩(wěn)壓器。
 
  3. 大功率補(bǔ)償型
  這里所說(shuō)的補(bǔ)償，有補(bǔ)足或抵消的意思，當(dāng)輸入電壓低于額定值時(shí)，由補(bǔ)償環(huán)節(jié)產(chǎn)生一個(gè)同極性的電動(dòng)勢(shì)補(bǔ)足輸入側(cè)所缺的那部分電壓；當(dāng)輸入電壓高于額定值時(shí)，由補(bǔ)償環(huán)節(jié)產(chǎn)生一個(gè)反極性的電動(dòng)勢(shì)抵消輸入側(cè)超過(guò)的那部分電壓。必須說(shuō)明的是在電源技術(shù)中，補(bǔ)償環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的能量仍然是從輸入側(cè)電源取得的。
  凡是可以大范圍調(diào)整輸出電壓的單元電路都可以采用補(bǔ)償技術(shù)擴(kuò)大輸出容量，前述的自耦調(diào)壓器或改變變壓器抽頭方式都可以構(gòu)成補(bǔ)償環(huán)節(jié)，使輸出電壓穩(wěn)定或擴(kuò)大輸出功率。前述的所謂凈化電源，實(shí)際上就是可控型參數(shù)穩(wěn)壓器加上補(bǔ)償環(huán)節(jié)(L1上的ΔU即補(bǔ)償電壓)構(gòu)成的。
  這里把補(bǔ)償型作為一個(gè)獨(dú)立類(lèi)型，不是指上述主電路中的局部補(bǔ)償環(huán)節(jié)，而是具有一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的補(bǔ)償變壓器，而且用在大功率交流穩(wěn)壓器場(chǎng)合中，如圖3-62f和g所示，它的控制技術(shù)更容易實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制。圖f中Tr1、Tr2是兩個(gè)獨(dú)立的補(bǔ)償變壓器，當(dāng)對(duì)穩(wěn)壓精度要求較低時(shí)，可用1臺(tái)，要求較高時(shí)可用3臺(tái)以上。圖g是三相柱式調(diào)壓型穩(wěn)壓器，圖中Tr1、Tr2、Tr3是3臺(tái)獨(dú)立的補(bǔ)償變壓器。
 
  4. 開(kāi)關(guān)(智能)型
  把先進(jìn)的高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù)引入到交流穩(wěn)壓電源中，可以減小體積、重量，節(jié)省鋼鐵材料等，具有效率高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。
  圖3-62h是部分功率補(bǔ)償型，它從輸入側(cè)取得工頻交流電壓，經(jīng)過(guò)整流取得脈動(dòng)直流電壓，再通過(guò)高頻脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)形成逆變后的交流電壓，再通過(guò)相位跟蹤與轉(zhuǎn)換電路取得與輸入側(cè)同頻同相的補(bǔ)償電壓(補(bǔ)償環(huán)節(jié)的功率約為負(fù)載功率的1/4)，加在輸入與輸出(負(fù)載)之間，使輸出電壓穩(wěn)定。可見(jiàn)，它比一般的直流開(kāi)關(guān)電源(輸出量是直流)要復(fù)雜一些，因?yàn)檫@里的輸出量必須是與輸入側(cè)同頻同相的交流電壓。
  圖3-62i是全功率變換型，即把交流輸入電壓整成平滑直流，再通過(guò)DC/AC變換(即逆變)形成工頻交流電壓供給負(fù)載，其中的DC/AC環(huán)節(jié)采用高頻PWM技術(shù)，輸出電壓波形有準(zhǔn)方波、梯形波、正弦波等，即市場(chǎng)上的不間斷電源(UPS)，當(dāng)把UPS中的蓄電池及充電器取出時(shí)，就是一臺(tái)交流穩(wěn)壓(穩(wěn)頻)電源。這里的DC/AC環(huán)節(jié)是核心部分，它要承擔(dān)負(fù)載的全部功率，所以其成本要比上述部分功率補(bǔ)償型得高多。



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