線(xiàn)性電源、可控硅電源、開(kāi)關(guān)電源電路的區別和
關(guān)于電路結構,究竟是線(xiàn)性電源,可控硅電源還是開(kāi)關(guān)電源,要看具體場(chǎng)合,合理采用。這三種電路,國際國內都大量使用,各有各的特點(diǎn)??煽毓桦娫?,以其強大的輸出功率,使線(xiàn)性電源和開(kāi)關(guān)電源無(wú)法取代。線(xiàn)性電源以其精度高,性能優(yōu)越而被廣泛應用。開(kāi)關(guān)電源因省去了笨重的工頻變壓器而使體積和重量都有不同程度的減少,減輕,也被廣泛地應用在許多輸出電壓、輸出電流較為穩定的場(chǎng)合。
一、可控硅電源的電路結構如下:
通俗的說(shuō),可控硅是一個(gè)控制電壓的器件,由于可控硅的導通角是可以用電路來(lái)控制的,固此隨著(zhù)輸出電壓Uo的大小變化,可控硅的導通角也隨著(zhù)變化。加在主變壓器初級的電壓Ui也隨之變化。
也就是~220V市電經(jīng)可控硅控制后只有一部分加在主變壓器的初級。當輸出電壓Uo較高時(shí),可控硅導通角較大,大部分市電電壓被可控硅“放過(guò)來(lái)了”(如上圖所示),因而加在變壓器初級的電壓,即Ui較高,這當然經(jīng)整流濾波后輸出電壓也就比較高了。而當輸出電壓Uo很低時(shí),可控硅導通角很小,絕大部分市電電壓被可控硅“卡斷了”(如下圖所示),只讓很低的電壓加在變壓器初級,即Ui很低,這當然經(jīng)整流濾波后輸出電壓也就很低了。
二.線(xiàn)性電源的主電路如下:
線(xiàn)性電源實(shí)際上是在可控硅電源的輸出端再串一只大功率三極管(實(shí)際是多只并聯(lián)),控制電路只要輸出一個(gè)小電流到三極管的基極就能控制三極管的輸出大電流,使得電源系統在可控硅電源的基礎上又穩壓一次,因而這種線(xiàn)性穩壓電源的穩壓性能要優(yōu)于開(kāi)關(guān)電源或可控硅電源1-3個(gè)數量級。但功率三極管(亦稱(chēng)調整管)上一般要占用10伏電壓,每輸出1安培電流就要在電源內部多消耗10瓦功率,例如500V 5A電源在功率管上的損耗為50瓦,占輸出總功率的2%,因而線(xiàn)性電源的效率要比可控硅電源稍低。
三、開(kāi)關(guān)電源的主電路如下:
由電路可以看出,市電經(jīng)整流濾波后變?yōu)?11V高壓,經(jīng)K1~K4功率開(kāi)關(guān)管有序工作后,變?yōu)槊}沖信號加至高頻變壓器的初級,脈沖的高度始終為311V。當K1,K4開(kāi)通時(shí),311V高壓電流經(jīng)K1正向流入主變壓器初級,經(jīng)K4流出,在變壓器初級形成一個(gè)正向脈沖,同理,當K2,K3開(kāi)通時(shí),311V高壓電流經(jīng)K3反向流入主變壓器初級,經(jīng)K2流出,在變壓器初級形成一個(gè)反向脈沖。這樣,在變壓器次級就形成一系列正反向脈沖,經(jīng)整流濾波后形成直流電壓。當輸出電壓Uo較高時(shí),脈沖寬度就寬,當輸出電壓Uo較低時(shí),脈沖寬度就窄,因此開(kāi)關(guān)管實(shí)際上是一個(gè)控制脈沖寬窄的裝置。
線(xiàn)性電源主要包括工頻變壓器、輸出整流濾波器、控制電路、保護電路等。
線(xiàn)性電源是先將交流電經(jīng)過(guò)變壓器變壓,再經(jīng)過(guò)整流電路整流濾波得到未穩定的直流電壓,要達到高精度的直流電壓,必須經(jīng)過(guò)電壓反饋調整輸出電壓,這種電源技術(shù)很成熟,可以達到很高的穩定度,波紋也很小,而且沒(méi)有開(kāi)關(guān)電源具有的干擾與噪音。但是它的缺點(diǎn)是需要龐大而笨重的變壓器,所需的濾波電容的體積和重量也相當大,而且電壓反饋電路是工作在線(xiàn)性狀態(tài),調整管上有一定的電壓降,在輸出較大工作電流時(shí),致使調整管的功耗太大,轉換效率低,還要安裝很大的散熱片。這種電源不適合計算機等設備的需要,將逐步被開(kāi)關(guān)電源所取代。
二、開(kāi)關(guān)電源的原理:
開(kāi)關(guān)電源主要包括輸入電網(wǎng)濾波器、輸入整流濾波器、逆變器、輸出整流濾波器、控制電路、保護電路。
它們的功能是:
1、輸入電網(wǎng)濾波器:消除來(lái)自電網(wǎng),如電動(dòng)機的啟動(dòng)、電器的開(kāi)關(guān)、雷擊等產(chǎn)生的干擾,同時(shí)也防止開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的高頻噪聲向電網(wǎng)擴散。
2、輸入整流濾波器:將電網(wǎng)輸入電壓進(jìn)行整流濾波,為變換器提供直流電壓。
3、逆變器:是開(kāi)關(guān)電源的關(guān)鍵部分。它把直流電壓變換成高頻交流電壓,并且起到將輸出部分與輸入電網(wǎng)隔離的作用。
4、輸出整流濾波器:將變換器輸出的高頻交流電壓整流濾波得到需要的直流電壓,同時(shí)還防止高頻噪聲對負載的干擾。
5、控制電路:檢測輸出直流電壓,并將其與基準電壓比較,進(jìn)行放大。調制振蕩器的脈沖寬度,從而控制變換器以保持輸出電壓的穩定。
6、保護電路:當開(kāi)關(guān)電源發(fā)生過(guò)電壓、過(guò)電流短路時(shí),保護電路使開(kāi)關(guān)電源停止工作以保護負載和電源本身。
開(kāi)關(guān)電源是將交流電先整流成直流電,在將直流逆變成交流電,在整流輸出成所需要的直流電壓。這樣開(kāi)關(guān)電源省去下線(xiàn)性電源中的變壓器,以及電壓反饋電路。而開(kāi)關(guān)電源中的逆變電路完全是數字調整,同樣能達到非常高的調整精度。
開(kāi)關(guān)電源的主要優(yōu)點(diǎn):
體積小、重量輕(體積和重量只有線(xiàn)性電源的20~30%)、效率高(一般為60~70%,而線(xiàn)性電源只有30~40%)、自身抗干擾性強、輸出電壓范圍寬、模塊化。
開(kāi)關(guān)電源的主要缺點(diǎn):
由于逆變電路中會(huì )產(chǎn)生高頻電壓,對周?chē)O備有一定的干擾。需要良好的屏蔽及接地
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