交流穩(wěn)壓電源按工作原理分成四類

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

  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)非線性，這種非線性特性隨著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載阻抗Z變化時自動調(diào)整的。當Ui較低時，可以使Uo高于Ui，而在Ui較高時，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固定值，從而使輸出電壓Uo穩(wěn)定?？梢娺@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諧振實現(xiàn)的。  
  市場上俗稱的凈化電源，實際上是原磁放大器調(diào)整式改進型的再改 進，簡化電路如圖3-62c所示。在電容C上并聯(lián)一個由線性電感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成為一個變量，這個Ce與L2串聯(lián)(L2與Ce串聯(lián)后與Ui相連)，再通過自耦方式，將L2上的電壓感應到L1上，形成補償電壓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Uo可以高于Ui或低于Ui，從而使Uo穩(wěn)定。可見這是一種典型的調(diào)感原理，等效電感Le是線性的，由雙向晶閘管通過相位控制方式來改變。原始的磁放大器調(diào)整型是利用直流磁化方式來改變等效電感的，所以俗稱的凈化電源應屬于磁放大器式的改進型，亦因此應屬于參數(shù)調(diào)整型。
 
  2. 自耦(變比)調(diào)整型
  這類交流穩(wěn)壓電源是以自耦變壓(調(diào)壓)器為基礎實現(xiàn)穩(wěn)壓功能的，典型電路結(jié)構(gòu)有下列兩種：
  (1)機械調(diào)壓型：即以伺服電動機帶動電刷在自耦變壓器的繞組滑面上移動，改變Uo對Ui的比值，從而自動實現(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。實際上它就是將平常的手動調(diào)壓器，利用電子電路及微型電動機改手動為自動。所以市場上俗稱為全自動型穩(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，來改變Uo與Ui的比值，如圖3-62e所示，將自耦變壓器做成多個固定抽頭，通過用繼電器或雙向晶閘管(固態(tài)繼電器)做開關器件自動改變抽頭位置，從而實現(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，均能保持Uo基本穩(wěn)定，這就是市場上俗稱的寬限型穩(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，就得增加抽頭個數(shù)，其開關元件S改為無觸點的雙向晶閘管，用數(shù)字電路或單片機來控制，從而提高其性能，這就是市場上俗稱的數(shù)控型交流穩(wěn)壓器。
 
  3. 大功率補償型
  這里所說的補償，有補足或抵消的意思，當輸入電壓低于額定值時，由補償環(huán)節(jié)產(chǎn)生一個同極性的電動勢補足輸入側(cè)所缺的那部分電壓；當輸入電壓高于額定值時，由補償環(huán)節(jié)產(chǎn)生一個反極性的電動勢抵消輸入側(cè)超過的那部分電壓。必須說明的是在電源技術中，補償環(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償技術擴大輸出容量，前述的自耦調(diào)壓器或改變變壓器抽頭方式都可以構(gòu)成補償環(huán)節(jié)，使輸出電壓穩(wěn)定或擴大輸出功率。前述的所謂凈化電源，實際上就是可控型參數(shù)穩(wěn)壓器加上補償環(huán)節(jié)(L1上的ΔU即補償電壓)構(gòu)成的。
  這里把補償型作為一個獨立類型，不是指上述主電路中的局部補償環(huán)節(jié)，而是具有一個或多個單獨的補償變壓器，而且用在大功率交流穩(wěn)壓器場合中，如圖3-62f和g所示，它的控制技術更容易實現(xiàn)微機控制。圖f中Tr1、Tr2是兩個獨立的補償變壓器，當對穩(wěn)壓精度要求較低時，可用1臺，要求較高時可用3臺以上。圖g是三相柱式調(diào)壓型穩(wěn)壓器，圖中Tr1、Tr2、Tr3是3臺獨立的補償變壓器。
 
  4. 開關(智能)型
  把先進的高頻開關電源技術引入到交流穩(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、響應速度快等優(yōu)點。
  圖3-62h是部分功率補償型，它從輸入側(cè)取得工頻交流電壓，經(jīng)過整流取得脈動直流電壓，再通過高頻脈寬調(diào)制(PWM)技術形成逆變后的交流電壓，再通過相位跟蹤與轉(zhuǎn)換電路取得與輸入側(cè)同頻同相的補償電壓(補償環(huán)節(jié)的功率約為負載功率的1/4)，加在輸入與輸出(負載)之間，使輸出電壓穩(wěn)定?？梢?，它比一般的直流開關電源(輸出量是直流)要復雜一些，因為這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DC/AC變換(即逆變)形成工頻交流電壓供給負載，其中的DC/AC環(huán)節(jié)采用高頻PWM技術，輸出電壓波形有準方波、梯形波、正弦波等，即市場上的不間斷電源(UPS)，當把UPS中的蓄電池及充電器取出時，就是一臺交流穩(wěn)壓(穩(wěn)頻)電源。這里的DC/AC環(huán)節(jié)是核心部分，它要承擔負載的全部功率，所以其成本要比上述部分功率補償型得高多。



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