什么是穩壓電源_交流穩壓電源的作用
穩壓電源是一種能夠為負載提供穩定的交流或直流電源的電子設備，包括交流穩壓電源和直電源。
隨著社會的飛速進步，電氣設備日益增多。然而，輸配電設施的老化和發展滯后，以及設計不良和供電不足，導致了電壓過低或過高。對于電氣設備，特別是對電壓要求嚴格的高科技精密設備，有很大的風險保險。電壓不穩定會導致致命的傷害或設備故障，影響生產，導致交貨延遲，質量不穩定。同時加速設備老化，影響使用壽命，甚至燒毀零件。而在解決這一辦法的關鍵點就是在設備的前端使用一只穩壓設備，也是我們常說的穩壓電源。
一、發展歷程：
1955年，美國科學家GHRoyer首先成功研制出一種晶體管直流變換器，利用磁芯的飽和狀態進行自激振蕩。采用這種技術的各種形式的直流轉換器不斷涌現，從而取代了早期采用的壽命短、可靠性差、轉換效率低的旋轉和機械振子顯示換向設備。由于晶體管-DC轉換器中的功率晶體管工作在通斷狀態，由此產生的穩壓電源具有輸出組數多、極性可變、效率高、體積小、重量輕等特點，因此被廣泛使用。用于航空航天和軍用電子設備。因為當時的微電子設備和技術很落后，不可能制造具有高耐壓、高開關速度和高功率的晶體管。因此，這一時期的直流轉換器只能使用低電壓輸入，轉換速度并不太高。
1960年代開始，由于微電子技術的飛速發展，出現了具有高背壓的晶體管。從此，直流變流器經整流濾波后可直接從市電輸入，不再需要工頻變壓器降壓，大大擴展了其應用范圍。在此基礎上，誕生了無工頻降壓變壓器的開關電源。沒有工頻變壓器，開關電源的體積和重量大大減小，真正做到高效、小巧、輕便。
1970年代以后，與該技術相關的高頻、高背壓功率晶體管、高頻電容器、開關二極管、開關變壓器鐵芯等也不斷開發生產。因此，開關穩壓電源廣泛應用于電子計算機、通訊、航空航天、彩電等領域。
二、主要功能：
穩定電壓：當電網電壓或負載瞬間波動時，穩壓電源會以10-30ms的響應速度補償電壓幅值，使其穩定在±2%以內。
多功能綜合保護：穩壓電源除了最基本的穩壓功能外，還應具備過壓保護（輸出電壓的+10%以上）、欠壓保護（輸出電壓的-10%以下）)、缺相保護、短路和過載保護。
尖峰抑制：電網有時會出現幅值高、脈寬窄的尖脈沖，會擊穿耐壓較低的電子元件。穩壓電源的防浪涌元件可以有效抑制這種尖峰。
防雷：穩壓電源具有防雷能力。
四、工作原理:
工頻交流電經過變壓器降壓、整流、濾波后變成穩定的直流電。該圖的其余部分是用于電壓調節和穩定的控制部分。電源接入負載后，通過采樣電路得到輸出電壓，并將輸出電壓與參考電壓進行比較。如果輸出電壓小于參考電壓，誤差值經放大電路放大后送到穩壓器的輸入端。輸出電壓由穩壓器調整，直到等于參考值；如果輸出電壓大于參考電壓，則通過穩壓器降低輸出。
穩壓電路由電源電路、電壓檢測控制電路、過壓保護電路組成，如圖所示。電源電路由調壓變壓器T的W4、W5繞組、整流二極管VD1-VD4、濾波電容C1、C2組成。電壓檢測控制電路由電阻器R-R7、電位器RPl、Rm、穩壓二極管VS、電容器C3、C4和運放集成電路IC(Nl-N3)組成。過壓保護電路由IC內部的N3、晶體管V3、電阻器Rl2和繼電器K組成。由電阻組成的自動穩壓電路R8-Rll、晶體管Vl、V2、直流電機M、滑動觸點和T繞組Wl-W3。交流穩壓器的輸出端接入市電后，在T的W4、W5繞組上產生感應電壓。
該電壓經VDl-VD4整流，經Cl和C2濾波后，為IC和Vl、V2等提供±12V的不穩定工作電壓。+l2V電壓還有其他作用。Rl-R3分壓和VS穩壓后，分別為Nl-N3的反相輸入端提供參考電壓；為過壓保護電路的K、V3提供工作電源；R4、RP2、R6分壓后，為Nl和N2的同相輸入端提供檢測電壓；經R7、RPl和R5分壓后，為N3的同相輸入端提供檢測電壓。
N1-N3將正相輸出大端的檢測電壓與反相輸出大端的參考電壓進行比較，利用產生的誤差電壓控制自動穩壓電路。
當市電電壓正常時，N1、N2輸出端電壓為OV，V1、V2均處于截止狀態，電機M不工作。
當市電電壓為低電平時，Nl和N2輸出低電平，V2導通，Vl截止，逆時針旋轉M，通過滑壁臂帶動滑觸頭移動，接觸T對應的電壓抽頭（WlT的W2繞組共有21個電壓抽頭，每檔電壓調節范圍為5V)，通過T的W2繞組提高輸出電壓。當輸出交流電壓上升到220V時，V2截止，M停止。當市電電壓為高電平時，N1和N2均輸出高電平，V1導通，V2截止，M順時針轉。滑臂帶動滑觸頭移動，接觸T.Wl繞組對應的電壓抽頭，降低輸出電壓。當輸出交流電壓降至220V時，Vl截止，M停止。當市電電壓高于260V時，由于同相輸入端電壓高于反相輸入端電壓，N3輸出低電平，使V3截止，K釋放，其常閉觸點導通交流電壓輸出電路。當市電電壓為160-260V時，由于正輸入端電壓低于反向輸入端電壓，N3輸出高電平，使V3導通，K閉合，其常閉觸點為斷開以確保負載（電器）不會被過電壓損壞。
五、特點:
1.優勢:
1）低功耗，高效率：在開關穩壓電源電路中，在激勵信號的激勵下，三極管V交替工作在通斷和斷通切換狀態，轉換速度很快，頻率一般在50kHz左右。在一些技術先進的國家，可以達到幾百甚至接近1000kHz。這使得開關晶體管V的功耗非常小，可以大大提高電源的效率，其效率可以達到80%。
2）體積小，重量輕：沒有笨重的工頻變壓器。穩壓管V上的功耗大大降低后，就省去了更大的散熱片。由于這兩個原因，開關電源體積小，重量輕。
3)寬電壓調節范圍。開關穩壓電源的輸出電壓通過激勵信號的占空比來調整，輸入信號電壓的變化可以通過調頻或調寬來補償。這樣在工頻電網電壓變化較大時仍可使用。因此，開關電源的穩壓范圍很寬，穩壓效果很好。此外，改變占空比的方法有兩種：脈沖寬度調制和頻率調制。這樣，開關穩壓電源不僅具有穩壓范圍廣的優點，而且實現穩壓的方式也很多。
4）濾波效率大大提高：使濾波電容的容量和體積大大減小。開關穩壓電源的工作頻率基本在50kHz，是線性穩壓電源的1000倍，整流后的濾波效率提高了近1000倍。半波整流后加入電容濾波，效率提高500b倍。在相同紋波輸出電壓下，采用開關穩壓電源時，濾波電容的容量僅為線性穩壓電源中濾波電容的1/500-1/1000。
5)靈活的電路形式。例如，有自激和他激、寬調制和調頻、單端和雙端類型等。設計人員可以利用各類電路的優點來設計能滿足不同應用電源。
2.缺點:
開關穩壓電源的缺點是開關干擾比較嚴重。在開關穩壓電源中，功率調節開關晶體管V工作在開關狀態，其產生的交流電壓和電流通過電路中的其他元件產生尖峰干擾和諧振干擾。這些干擾如果不采取一定的措施加以抑制、消除，就會嚴重影響整機的正常運行。此外，由于開關穩壓電源振蕩器沒有與工頻變壓器隔離，這些干擾會連接到工頻電網，對附近的其他電子儀器、設備和家用電器造成嚴重干擾。
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