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直流穩(wěn)壓電源 我有新說(shuō)法
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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(shí),穩(wěn)壓器的直流輸出電壓都會(huì)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(duì)電子設(shè)備的供電電源提出了高的要求。

1簡(jiǎn)介

當(dāng)今社會(huì)人們極大的享受著電子設(shè)備帶來(lái)的便利,但是任何電子設(shè)備都有一個(gè)共同的電路--電源電路。大到超級(jí)計(jì)算機(jī)、小到袖珍計(jì)算器,所有的電子設(shè)備都必須在電源電路的支持下才能正常工作。當(dāng)然這些電源電路的樣式、復(fù)雜程度千差萬(wàn)別。超級(jí)計(jì)算機(jī)的電源電路本身就是一套復(fù)雜的電源系統(tǒng)。通過(guò)這套電源系統(tǒng),超級(jí)計(jì)算機(jī)各部分都能夠得到持續(xù)穩(wěn)定、符合各種復(fù)雜規(guī)范的電源供應(yīng)。袖珍計(jì)算器則是簡(jiǎn)單多的電池電源電路。不過(guò)你可不要小看了這個(gè)電池電源電路,比較新型的電路*具備電池能量提醒、掉電保護(hù)等功能??梢哉f(shuō)電源電路是一切電子設(shè)備的基礎(chǔ),沒(méi)有電源電路就不會(huì)有如此種類(lèi)繁多的電子設(shè)備。

由于電子技術(shù)的特性,電子設(shè)備對(duì)電源電路的要求就是能夠提供持續(xù)穩(wěn)定、滿(mǎn)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(ài)好者初學(xué)階段首先遇到的就是要解決電源問(wèn)題,否則電路無(wú)法工作、電子制作無(wú)法進(jìn)行,學(xué)習(xí)就無(wú)從談起。

錨點(diǎn)錨點(diǎn)錨點(diǎn)

2分類(lèi)

穩(wěn)壓電源的分類(lèi)方法繁多,按輸出電源的類(lèi)型分有直流穩(wěn)壓電源和交流穩(wěn)壓電源;按穩(wěn)壓電路與負(fù)載直流穩(wěn)壓電源的連接方式分有串聯(lián)穩(wěn)壓電源和并聯(lián)穩(wěn)壓電源;按調(diào)整管的工作狀態(tài)分有線性穩(wěn)壓電源和開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源;按電路類(lèi)型分有簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電源和反饋型穩(wěn)壓電源,等等。如此繁多的分類(lèi)方式往往讓初學(xué)者摸不著頭腦,不知道從哪里入手。其實(shí)應(yīng)該說(shuō)這些看似繁多的分類(lèi)方法之間有著一定的層次關(guān)系,只要理清了這個(gè)層次自然可以分清楚電源的種類(lèi)了。

既然我們談的是穩(wěn)壓電源的分類(lèi),那么首先就應(yīng)該清楚電源的輸出是什么,是輸出直流電還是輸出交流電。這樣個(gè)層次就出來(lái)了,首先應(yīng)該根據(jù)電源的輸出類(lèi)型來(lái)分類(lèi)。接下來(lái)的分類(lèi)就要麻煩一些,是按穩(wěn)壓電路與負(fù)載的連接方式分類(lèi)還是按調(diào)整管的工作狀態(tài)分類(lèi)呢?其實(shí)了解一下我們身邊的電子設(shè)備會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用中穩(wěn)壓電源有兩個(gè)區(qū)別很大的種類(lèi),一種是各種比較簡(jiǎn)單的電子設(shè)備中廣泛使用的線性穩(wěn)壓電源,比如收音機(jī)、小型音響等;一種是各種復(fù)雜電子設(shè)備中廣泛使用的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源,比如大屏幕彩電、微型計(jì)算機(jī)等。這樣看來(lái)第二個(gè)層次的分類(lèi)我們可以根據(jù)調(diào)整管的工作狀態(tài)來(lái)分類(lèi)。接下來(lái)的第三個(gè)層次的分類(lèi)就是根據(jù)穩(wěn)壓電路與負(fù)載的連接方式來(lái)分類(lèi)。再往下面細(xì)分由于各種不同的電路特性相差太大,就不好一概而論,應(yīng)該根據(jù)每一個(gè)具體類(lèi)別的特性進(jìn)行分類(lèi)區(qū)分了。

直流穩(wěn)壓電源可以分類(lèi)兩類(lèi),包括線性和開(kāi)關(guān)型。

錨點(diǎn)錨點(diǎn)錨點(diǎn)

線性

線性穩(wěn)定電源有一個(gè)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(lái)穩(wěn)定輸出。由于調(diào)整管靜態(tài)損耗大,需要安裝一個(gè)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(lèi)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(duì)較低。這類(lèi)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(lái)看可分定點(diǎn)輸出電源、波段開(kāi)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。錨點(diǎn)

錨點(diǎn)錨點(diǎn)錨點(diǎn)

開(kāi)關(guān)型

與線性穩(wěn)壓電源不同的一類(lèi)穩(wěn)電源就是開(kāi)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(kāi)關(guān)狀態(tài);開(kāi)關(guān)電源因此而得名。錨點(diǎn)

開(kāi)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(duì)于線性電源來(lái)說(shuō)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(jià)位為3元-十幾萬(wàn)元/瓦,下面就一般習(xí)慣分類(lèi)介紹幾種開(kāi)關(guān)電源:

(1)AC/DC

該類(lèi)電源也稱(chēng)一次電源,它自電網(wǎng)取得能量,經(jīng)過(guò)高壓整流濾波得到一個(gè)直流高壓,供DC/DC變換器在輸出端獲得一個(gè)或幾個(gè)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(chǎng)合。屬此類(lèi)產(chǎn)品的規(guī)格型號(hào)繁多,據(jù)用戶(hù)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(lèi)。

(2)DC/DC

在通信系統(tǒng)中也稱(chēng)二次電源,它是由一次電源或直流電池組提供一個(gè)直流輸入電壓,經(jīng)DC/DC變換以后在輸出端獲一個(gè)或幾個(gè)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,以后者可靠性高。

(4)電臺(tái)電源

電臺(tái)電源輸入AC220V/110V,輸出DC13.8V,功率由所供電臺(tái)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(tái)工作,而需要有電池組作為備份,所以此類(lèi)電源除輸出一個(gè)13.8V直流電壓外,還具有對(duì)電池充電自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能。

(5)模塊電源

隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,對(duì)電源可靠性、容量/體積比要求越來(lái)越高,模塊電源越來(lái)越顯示其*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(lái)越被廣泛采用。國(guó)內(nèi)雖有相應(yīng)模塊生產(chǎn),但因生產(chǎn)工藝未能趕上國(guó)際水平,故障率較高。

DC/DC模塊電源雖然成本較高,但從產(chǎn)品的漫長(zhǎng)的應(yīng)用周期的整體成本來(lái)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(lái)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(jiǎn)單,效率高和輸出電壓、電流的紋波值接近于零。

(6)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(lèi),可根據(jù)特殊需要選用。開(kāi)關(guān)電源的價(jià)位一般在2-8元/瓦特殊小功率和大功率電源價(jià)格稍高,可達(dá)11-13元/瓦。

錨點(diǎn)錨點(diǎn)錨點(diǎn)

3基本功能

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(dòng)轉(zhuǎn)換并有相應(yīng)的狀態(tài)指示。

4.對(duì)于輸出的電壓值和電流值要求的顯示和識(shí)別。

5.對(duì)于輸出電壓值和電流值有要求的直流穩(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(shí)不應(yīng)損壞,在異常情況消除后能立即正常工作。

錨點(diǎn)錨點(diǎn)錨點(diǎn)

4技術(shù)指標(biāo)

直流穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)可以分為兩大類(lèi):一類(lèi)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(lèi)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)、紋波電壓及溫度系數(shù)等。

錨點(diǎn)錨點(diǎn)錨點(diǎn)

特性指標(biāo)

(1)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)的上限是由大輸入電壓和小輸入-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。

(2)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)。

(3)小輸入-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,所需的小輸入-輸出之間的電壓差值。

(4)輸出負(fù)載電流范圍

輸出負(fù)載電流范圍又稱(chēng)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)。

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質(zhì)量指標(biāo)

(1)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(chēng)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(shí)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(duì)變化的百分比表示。

(2)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(xiàng)主要自指標(biāo),又稱(chēng)為電流穩(wěn)定系數(shù)。它表征當(dāng)輸入電壓不變時(shí),直流穩(wěn)壓電源對(duì)由于負(fù)載電流(輸出電流)變化而引起的輸出電壓的波動(dòng)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(lái)表示直流穩(wěn)壓電源的電流調(diào)整率。

(3)紋波抑制比SR

紋波抑制比反映了直流穩(wěn)壓電源對(duì)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(shí),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(shí)也可以用百分?jǐn)?shù)表示,或直接用兩者的比值表示。

(4)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Ti大變化范圍內(nèi)(Tmin≤Ti≤Tmax)直流穩(wěn)壓電源輸出電壓的相對(duì)變化的百分比值。

錨點(diǎn)錨點(diǎn)錨點(diǎn)

極限指標(biāo)

(1)大輸入電壓

是保證直流穩(wěn)壓電源安全工作的大輸入電壓。

(2)大輸出電流

是保證穩(wěn)壓器安全工作所允許的大輸出電流。

錨點(diǎn)錨點(diǎn)錨點(diǎn)

5新款特性

數(shù)字直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源內(nèi)部采用IGBT模塊調(diào)整模式,具體能、高精度、高穩(wěn)定性等特性,主要應(yīng)用于科研單位、實(shí)驗(yàn)室和電子產(chǎn)線等需要電源測(cè)試時(shí)使用。

特點(diǎn):

1、輸出顯示:輸出電壓電流LED顯示

2、采用19英寸標(biāo)準(zhǔn)化尺寸,可組合放置于各種工作臺(tái)面及機(jī)架;

3、體積小、重量輕、節(jié)能

4、恒壓恒流:輸出恒壓恒流自動(dòng)切換,電壓電流值連續(xù)線性調(diào)節(jié);

5、保護(hù)功能:過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)、欠壓保護(hù)、過(guò)載保護(hù);

6、短路特性:本機(jī)工作狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間短路;

7、外接補(bǔ)償:本機(jī)可選外接補(bǔ)償,可降低因輸出回路較長(zhǎng)等造成的壓降;

8、過(guò)壓保護(hù)值:輸出過(guò)壓佑護(hù)值可調(diào),保護(hù)后切斷輸出并鎖定,重新開(kāi)機(jī)恢復(fù);

9、通信功能:可選特殊數(shù)據(jù)接口,與其他設(shè)備數(shù)據(jù)連接控制,或與PLC連接。(選配)

10、外控功能:可選0-5V或4-20mA信號(hào)控制電源的輸出電壓和電流;(選配)

11、定時(shí)功能:可選定時(shí)開(kāi)關(guān)機(jī)功能;(選配)

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6用途

直流穩(wěn)壓電源引可廣泛應(yīng)用于國(guó)防、科研、大專(zhuān)院校、實(shí)驗(yàn)室、工礦企業(yè)、電解、電鍍、直流電機(jī)、充電設(shè)備等。(1)可用于各種電子設(shè)備老化,如PCB板老化,家電老化,各類(lèi)IT產(chǎn)品老化,CCFL老化,燈管老化?。?)適用于需要自動(dòng)定時(shí)通、斷電,自動(dòng)記周期數(shù)的電子元件的老化、測(cè)試 (3)電解電容器脈沖老練?。?)電阻器,繼電器,馬達(dá)等測(cè)試?yán)暇殹。?)整機(jī)老練;電子元器件性能測(cè)試,例行試驗(yàn)。

參考資料

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