電路穩壓器

1. 穩壓器的工作原理是什麼

電信部門的機電系統是通過現代化電子技術和設備來實現的現代化管理，它涉及到通訊技術，電子技術，自動控制，計算機技術等多門學科，具有技術密集型，高科技，高性能等特點。供電是機電設備的基礎，供電出了問題，會帶來一系列問題，甚至中斷。所以對UPS提出了嚴格的要求，相關部門為了提高供電系統的可靠性，在UPS前面增加了一級參數穩壓器，如圖1。

穩壓器的類型較多，常見的穩壓器有：自動穩壓器，凈化電源交流穩壓器，參數穩壓器，NPS型智能穩壓電源。現分別介紹如下：

一、自動穩壓器

這種穩壓器結構簡單，價格低廉，但可靠性差。因為它是靠碳刷的移動（滑動或滾動）來穩壓的，如圖2所示。控制電路根據輸出設定的情況，來控制M點上下移動，以使輸出電壓符合負載的要求。這種電路的缺點就是可靠性低和動態響應速度慢，不隔離干擾。碳刷在不斷的移動中會慢慢變薄直至損壞，在濕度很大的情況下壽命縮短會更快。由於是機械運動，所以動態響應慢，這將會導致瞬間電壓的突升與突降，損壞後面的設備。

比如當輸入電壓下降15%，即220V下降到187V時，為了保證輸出仍為220V，M就必須上滑至N點，這時的變化就是220：187=1.18，這時如果有一個大型的感性負載突然下載，造成市電電壓突然產生一個300V的浪涌，由於M點的機械惰性而來不及移動，在輸出端就會出現一個354V的高電壓，輕則使UPS電池放電，重則燒毀UPS輸入電路。反之，如果有一個大型的感性負載突然載入，也將會出現一個100V的凹陷，也會導致UPS的電池放電。

二、凈化電源交流穩壓器

這種交流穩壓器的出現主要是代替原來的電磁補償式614型穩壓器。這種穩壓器的原理是根據雙向可控硅導通角度的不同而形成不同的等效電感量，使輸出對輸入的變化進行補償原理而進行穩壓的，原理如圖3所示。

這種電源的穩定度較高，可達到0.1%，效率也較高，可達97%，輸出電壓波形失真度較小，可達到0.2%。這種穩壓器的可靠性很高，有隔離干擾的能力。由圖中還可以看出，主電路中沒有功率管，都是電感和電容等無源器件，惟一的一隻半導體器件還是可靠性很高的雙向可控硅。但這種電路的缺點是調節范圍窄，一般只適應額定電網電壓的±10%，功率不容易做大，這顯然無法滿足電信部門的要求，所以一般不在考慮范圍之內。

三、參數穩壓器

1、 參數穩壓器的工作原理

參數穩壓器是早期應用比較普遍的穩壓器，這是一種根據鐵磁諧振原理進行穩壓的電路。它的優點是整個電路沒有一個半導體元件，是由變壓器和電容構成的電路，所以可靠性比較高，由於參數穩壓器是工作在諧振狀態，所以隔離干擾的能力比較強。圖4示出了參數穩壓器的工作原理。由於該電路用得較多，出現的問題也很多，在這里做一較詳細地介紹。目的是了解它的優缺點，以達到更理性地使用。如圖4為參數穩壓器的電路原理圖，其等效電路是一隻電感與一隻電容串聯。

電容的容抗是XC=1/(2fC)；電感的電抗是XL=2fL

式中：f-市電頻率，HZ

C-電容量，F

L-變壓器的電感量，H

由電路可知，UC是電容上的電壓, UL是電感上的電壓, I是通過電阻、電容上的電流，感抗和容抗上的電壓相差位為180，故它們串聯時的電壓是相減的關系，當達到諧振時，UC=UL,此時 XC+XL=O。於是就得出：

f= 〈1〉

這就是LC串聯電路的諧振點,由上面的分析可以看出3個問題：

在輸入電壓達到一定值時，LC串聯電路中的阻抗達到最小值，或電流達到最大值，即變壓器進入飽和狀態，此時變壓器上的電壓基本不變了，輸出進入穩壓區。

在諧振點LC和市電頻率形成一個固定的關系，式〈1〉還可以用角頻率表示，即

ω= 〈2〉

在諧振點以後，如果輸入電壓繼續升高，那麼升高的部分就全部加到了電容器上。

2、 參數穩壓器優點：

A、 參數穩壓器在諧振時由於是工作在飽和狀態，所以外來的干擾不會引起飽和電流的變化，於是就將干擾隔離了。

B、 由於輸入電壓升高的部分全部加到電容器上，所以允許輸入電壓轉換范圍較大。

C、由於電路中沒有電子元件，所以可靠性較高。

3、 參數穩壓器的缺點：

A、 由於是工作在飽和狀態，所以自身功耗大，效率低。

B、 由於是諧振在市電頻率，所以對頻率的變化非常敏感，一旦市電頻率發生變化，就會造成停振，一旦停振，其儲存在電感中3倍以上的無功功率就會瞬間釋放，形成上千伏的高壓脈沖向外傳輸，擊毀其附近的設備。國內某電信部門的多次UPS起火均由它造成。

C、由於是諧振在市電頻率，如果後面是整流負載，整流產生的諧波也會導致電路停振。根據有關科研機關的測試，這時參數穩壓器的容量要數倍於後面的負載（典型實驗是10倍）。上述電信部門的多次UPS起火就是因為參數穩壓器的容量過小：譬如一個是15KVA的參數穩壓器帶16KVA的UPS，一個是30KVA的參數穩壓器帶40KVA的UPS，在幾十套配套設備中幾乎無一倖免。

D、 由於在電路工作是內部儲存了大量的無功功率，所以輸入功率因數低，不能充分利用輸入的市電，佔用了寶貴的電能資源。

參數穩壓器使用比較成功的地方大都是容量比較大的地方或條件比較好的地方。所以這種電源要謹慎使用，尤其是在電信部門這樣要求較高的地方更要謹防隱患。

四、NPS型智能穩壓電源

這是一項新技術，是在總結了上述幾種穩壓器的優缺點和吸收了Delta變換技術的經驗後而研製出的專利產品。這種電路既採用了當前成熟的PWM技術，又結合了 UPS的Delta變換技術。

NPS型智能穩壓電源有效解決了上面幾種穩壓器所存在的問題：

1 、由於吸收了Delta變換技術的經驗，所以就具有了它的一些優點，比如輸入功率因數高達0.95以上，比參數穩壓器高得多。

2 、效率高。從電路的結構可以容易得看到，它是集中了自動穩壓器的優點。而且反映速度快，這又是自動穩壓器所無法比擬的。

3、 輸入輸出隔離性能好，這又是集中了參數穩壓器和凈化電源的優點。由於在工作中沒有無功功率的存儲，所以不存在擊毀其他設備的問題。

4、可靠性高。由於是PWM電路與磁路的結合原理，結構輕巧，而不是像參數穩壓器那樣笨重。

5 、由於工作效率高，損耗小，使機內溫度不高，提高了機器的可靠性。

6 、可以智能監控。機器留有RS232串口，可以做遠程監控。

7 、容量可以做得很大，不像凈化電源和參數穩壓器那樣最大隻能做到幾十千伏安。
正是有了如上的優點，在配電中應為首選。
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2. 家用穩壓器的用途到底是怎麼回事

明確回答：

1. 能把低壓125V－165V或高壓250V－270V的電壓穩定在200－230V之間，使家用電器能正常工作。

2. 當輸入電壓高專於屬255-275V或低於125-160V時，能自動切斷電源；

3. 在斷電之後又突然來電時，可以延時5－8分鍾啟動輸出電源，避免因為電壓過高使電器受到損傷。在選購家用穩壓器時一定要注意上述三種基本功能的完備與否。

拓展資料：系列交流自動調壓器，由接觸式自耦變壓器、伺服式電動機、自動控制電路等組成，當電網電壓不穩定或負載變化時，自動采樣調壓器控制電路發出信號驅動伺服電機，調整自耦調壓器碳刷的位置，使調壓器輸出電壓調整到額定值並達到穩定狀態。該系列調壓器產品品種多，規格全，外觀美等優點。

網路家用解壓器

3. 穩壓器原理圖

穩壓二極體在穩壓電路的應用以及穩壓二極體的特點

穩壓二極體

電池或電池組，是電壓較為平穩的直流電源。或無必要實施穩壓控制，但其缺點是供電容量低，使用壽命有局限。交、直流轉換電源中，交流側的波動及負載電流變化，均會引發電壓波動。穩壓控制，凸顯為一個重要的課題。

無論多少復雜的穩壓控制電路，基準電壓源電路是一個不可或缺的電路構成部分。輸出變化量與一個不變數（基準電壓）相比較，才能形成控制信號，使變化量回復至可控范圍以內。這如同以「海平面作為海拔零米」做為高度基準單位，才能恆量某物體的高度，是一個道理。失去了「海拔基準」的參照，個別物體的高、低是無法界定和毫無意義的。

穩壓電路

基準電壓信號的取得，其最原始電路，即由限流電阻和穩壓二極體構成的簡單穩壓電路，如圖1中的方框圖所示。

4. 如何製作220v簡易穩壓器電路

較簡單的交流220V穩壓抄器可以採用電子檢測機械調節的穩壓器。將220V降壓整流後的直流電壓與經集成穩壓電路取得的標准電壓比較，當220V電源電壓偏低時，整流輸出直流電壓與標准電壓比較偏低，驅動三極體開關電路使繼電器吸合，繼電器觸點使調節馬達正轉，由調節馬達帶動的單相調壓變壓器升壓使電源電壓升高，直到檢測電路輸出直流電壓與標准電壓之差小於開關電路的導通電壓，繼電器釋放，升壓結束。若220V偏高，則使對應開關電路導通而使調節馬達反轉降壓。
這種方式主要在檢測驅動控制電路，使用不同功率的調壓變壓器可以簡單的變換穩壓器功率。但是穩壓的精度不算高，基本上可以達到5%左右以內。
這種調壓器多年前已經出現，鑒於目前開關電源的使用，一般電器設備要求使用交流穩壓已經不多，可以參考相關資料。

5. 穩壓器的原理

穩壓器的工作原理是什麼？穩壓器是使輸出電壓穩定的設備。穩壓器具備穩壓恆壓、控制電路、及伺服電機等組成。當輸入電壓或負載變化時，控制電路進行取樣、比較、放大，然後驅動伺服電機轉動，使調壓器碳刷的位置改變，通過自動調整線圈匝數比，從而保持輸出電壓的穩定。適用范圍：穩壓器可廣泛應用於：工礦企業、油田、鐵路、建築工地、學校、醫院、郵電、賓館、科研等部門的電子計算機、精密機床、計算機斷層掃描攝影（CT）、精密儀器、試驗裝置、電梯照明、進口設備及生產流水線等需要電源穩定電壓的場所。也適應於電源電壓過低或過高、波動幅度大的低壓配電網末端的用戶及負載變動大的用電設備，特別適用於一切對電網波形要求高的穩壓用電場所。大功率補償式電力穩壓器可接火力、水力、小型發電機。功能介紹：穩壓器是一種能自動調整輸出電壓的供電電路或供電設備，其作用是將波動較大和達不到電器設備要求的電源電壓穩定在它的設定值范圍內，使各種電路或電器設備能在額定工作電壓下正常工作。 最初的電力穩壓器是靠繼電器的跳動穩定電壓的。當電網電壓出現波動時，電力穩壓器的自動糾正電路啟動，使內部繼電器動作。迫使輸出電壓保持在設定值附近，這種電路優點是電路簡單，缺點是穩壓精度不高並且每一次繼電器跳動換擋，都會使供電電源發生一次瞬時的中斷並產生火花干擾。 這對電腦設備的讀寫工作干擾很大，容易造成電腦出現錯誤信號，嚴重時還會使硬碟損壞。 高質量的小型穩壓器，大多採用電機拖動碳刷的方法穩定電壓，這種穩壓器對電器設備產生的干擾很小穩壓精度相對較高 。

6. 三端穩壓器和穩壓二極體的區別5v轉3.3v電路如何設計

三端穩壓器性能優於穩壓二極體，三端穩壓器是集成晶元，內部有放大、補償、反饋環節，穩壓性能優秀。穩壓二極體在需要小電流穩壓器的情況下可構成並聯穩壓器，但穩壓效果不是很好，只是能用，輸出電流稍大就那個限流電阻的價格都超過穩壓晶元。

5v轉3.3v電路設計圖：

三端穩壓器：

三端穩壓器，主要有兩種，一種輸出電壓是固定的，稱為固定輸出三端穩壓器，另一種輸出電壓是可調的，稱為可調輸出三端穩壓器，其基本原理相同，均採用串聯型穩壓電路。在線性集成穩壓器中，由於三端穩壓器只有三個引出端子，具有外接元件少，使用方便，性能穩定，價格低廉等優點，因而得到廣泛應用。

穩壓二極體：

穩壓二極體，英文名稱Zenerdiode，又叫齊納二極體。利用pn結反向擊穿狀態，其電流可在很大范圍內變化而電壓基本不變的現象，製成的起穩壓作用的二極體。此二極體是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件.在這臨界擊穿點上，反向電阻降低到一個很小的數值，在這個低阻區中電流增加而電壓則保持恆定，穩壓二極體是根據擊穿電壓來分檔的，因為這種特性，穩壓管主要被作為穩壓器或電壓基準元件使用。穩壓二極體可以串聯起來以便在較高的電壓上使用，通過串聯就可獲得更高的穩定電壓。

7. 穩壓器的作用及工作原理

根據調整管的工作狀態，我們常把穩壓電源分成兩類：線性穩壓電源和開關穩壓電源。
線性穩壓電源，是指調整管工作在線性狀態下的穩壓電源。而在開關電源中則不一樣，開關管（在開關電源中，我們一般把調整管叫做開關管）是工作在開、關兩種狀態下的：開——電阻很小；關——電阻很大。
開關電源是一種比較新型的電源。它具有效率高，重量輕，可升、降壓，輸出功率大等優點。但是由於電路工作在開關狀態，所以雜訊比較大。
通過下圖，我們來簡單的說說降壓型開關電源的工作原理。如圖所示，電路由開關k（實際電路中為三極體或者場效應管），續流二極體d，儲能電感l，濾波電容c等構成。當開關閉合時，電源通過開關k、電感l給負載供電，並將部分電能儲存在電感l以及電容c中。由於電感l的自感，在開關接通後，電流增大得比較緩慢，即輸出不能立刻達到電源電壓值。一定時間後，開關斷開，由於電感l的自感作用（可以比較形象的認為電感中的電流有慣性作用），將保持電路中的電流不變，即從左往右繼續流。這電流流過負載，從地線返回，流到續流二極體d的正極，經過二極體d，返回電感l的左端，從而形成了一個迴路。通過控制開關閉合跟斷開的時間（即pwm——脈沖寬度調制），就可以控制輸出電壓。如果通過檢測輸出電壓來控制開、關的時間，以保持輸出電壓不變，這就實現了穩壓的目的。

8. 穩壓器電路圖

較簡單的交流220V穩壓器可以採用電子檢測機械調節的穩壓器。將回220V降壓整流後的直流電答壓與經集成穩壓電路取得的標准電壓比較，當220V電源電壓偏低時，整流輸出直流電壓與標准電壓比較偏低，驅動三極體開關電路使繼電器吸合，繼電器觸點使調節馬達正轉，由調節馬達帶動的單相調壓變壓器升壓使電源電壓升高，直到檢測電路輸出直流電壓與標准電壓之差小於開關電路的導通電壓，繼電器釋放，升壓結束。若220V偏高，則使對應開關電路導通而使調節馬達反轉降壓。
這種方式主要在檢測驅動控制電路，使用不同功率的調壓變壓器可以簡單的變換穩壓器功率。但是穩壓的精度不算高，基本上可以達到5%左右以內。
這種調壓器多年前已經出現，鑒於目前開關電源的使用，一般電器設備要求使用交流穩壓已經不多，可以參考相關資料。