ABB SR511 穩(wěn)壓器
張黔豫 180 6446 5927
ABB SR511 穩(wěn)壓器
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ABB SR511 穩(wěn)壓器
穩(wěn)壓器是指電子工程中的一種被設(shè)計(jì)來自動(dòng)維持恒定電壓的裝置。一個(gè)穩(wěn)壓器可能是簡單的“前饋”設(shè)計(jì)或者可能包含負(fù)反饋控制回路。穩(wěn)壓器還可能使用了機(jī)電機(jī)制或電子模塊。根據(jù)不同的設(shè)計(jì)，穩(wěn)壓器可以分為直流穩(wěn)壓和交流穩(wěn)壓。穩(wěn)壓器常在電源供應(yīng)系統(tǒng)中使用，與整流器、電子濾波器等配合工作，提供穩(wěn)定輸出的電壓，例如微處理器和其他元件所需的工作電壓。在交流發(fā)電機(jī)乃至發(fā)電廠的大型發(fā)電機(jī)中，穩(wěn)壓器控制著輸出的電壓的穩(wěn)定性。在一個(gè)分布式配電系統(tǒng)中，穩(wěn)壓器可能被安裝在一個(gè)子電站或者沿著導(dǎo)線延伸的方向上，以保證用戶無論功率高低都能得到穩(wěn)定的電壓。
由于部分電器中含有線圈組件，在通電初期會(huì)產(chǎn)生阻礙電流的渦流，渦流的產(chǎn)生既會(huì)削弱到電器啟動(dòng)時(shí)的瞬時(shí)電壓，導(dǎo)致啟動(dòng)緩慢，又會(huì)加強(qiáng)斷路后產(chǎn)生的瞬時(shí)電壓，可能產(chǎn)生火花損壞電路。此時(shí)便需要一個(gè)穩(wěn)壓器來保護(hù)電路的正常運(yùn)行。穩(wěn)壓器由調(diào)壓電路、控制電路、及伺服電機(jī)等組成，當(dāng)輸入電壓或負(fù)載變化時(shí)，控制電路進(jìn)行取樣、比較、放大，然后驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使調(diào)壓器碳刷的位置改變，通過自動(dòng)調(diào)整線圈匝數(shù)比，從而保持輸出電壓的穩(wěn)定。容量較大的穩(wěn)壓器，還采用電壓補(bǔ)償?shù)脑砉ぷ鳌?/span>
隨著社會(huì)飛速前進(jìn)，用電設(shè)備與日俱增。但電力輸配設(shè)施的老化和發(fā)展滯后，以及設(shè)計(jì)不良和供電不足等原因造成末端用戶電壓的過低，而線頭用戶則經(jīng)常電壓偏高，對用電設(shè)備特別是對電壓要求嚴(yán)格的高新科技和精密設(shè)備，獨(dú)如一顆不。市電系統(tǒng)作為公共電網(wǎng)，上面連接了成千上萬各種各樣的負(fù)載，其中一些較大的感性、容性、開關(guān)電源等負(fù)載不僅從電網(wǎng)中獲得電能，還會(huì)反過來對電網(wǎng)本身造成影響，惡化電網(wǎng)或局部電網(wǎng)的供電品質(zhì)，造成市電電壓波形畸變或頻率漂移。另外意外的自然和人為事故，如地震、雷擊、輸變電系統(tǒng)斷路或短路，都會(huì)危害電力的正常供應(yīng)，從而影響負(fù)載的正常工作。不穩(wěn)定的電壓會(huì)使設(shè)備造成致命傷害或誤動(dòng)作，影響生產(chǎn)，造成交貨期延誤、品質(zhì)不穩(wěn)定等多方面損失。同時(shí)加速設(shè)備的老化、影響使用壽命甚至燒毀配件，使業(yè)主面臨需要維修的困擾或短期內(nèi)就要更新設(shè)備，浪費(fèi)資源；嚴(yán)重者甚至發(fā)生安全事故，造成不可估量的損失。穩(wěn)壓器可廣泛應(yīng)用于：工礦企業(yè)、油田、鐵路、建筑工地、學(xué)校、醫(yī)院、郵電、賓館、科研等部門的電子計(jì)算機(jī)、精密機(jī)床、計(jì)算機(jī)斷層掃描攝影（CT）、精密儀器、試驗(yàn)裝置、電梯照明、進(jìn)口設(shè)備及生產(chǎn)流水線等需要電源穩(wěn)定電壓的場所。也適應(yīng)于電源電壓過低或過高、波動(dòng)幅度大的低壓配電網(wǎng)末端的用戶及負(fù)載變動(dòng)大的用電設(shè)備，特別適用于一切對電網(wǎng)波形要求高的穩(wěn)壓用電場所。大功率補(bǔ)償式電力穩(wěn)壓器可接火力、水力、小型發(fā)電機(jī)。
開關(guān)穩(wěn)壓器使用輸出級，重復(fù)切換“開”和“關(guān)”狀態(tài)，與能量存貯部件（電容器和感應(yīng)器）一起產(chǎn)生輸出電壓。它的調(diào)整是通過根據(jù)輸出電壓的反饋樣本來調(diào)整切換定時(shí)來實(shí)現(xiàn)的。在固定頻率的穩(wěn)壓器中，通過調(diào)節(jié)開關(guān)電壓的脈沖寬度來調(diào)節(jié)切換定時(shí)，這就是所謂的 PWM 控制。在門控振蕩器或脈沖模式穩(wěn)壓器中，開關(guān)脈沖的寬度和頻率保持恒定，但是，輸出開關(guān)的“開”或“關(guān)”由反饋控制。
根據(jù)開關(guān)和能量存貯部件的排列，產(chǎn)生的輸出電壓可以大于或小于輸入電壓，并且可以用一個(gè)穩(wěn)壓器產(chǎn)生多個(gè)輸出電壓。在大多數(shù)情況下，在同樣的輸入電壓和輸出電壓要求下，脈沖（降壓）開關(guān)穩(wěn)壓器比線性穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)換電源的效率更高。補(bǔ)償式---高精度交流補(bǔ)償式穩(wěn)壓電源（單相0.5kVA及以上，三相1.5kVA及以上）有補(bǔ)償變壓器，有110V輸出。
LDO 是一種線性穩(wěn)壓器。線性穩(wěn)壓器使用在其線性區(qū)域內(nèi)運(yùn)行的晶體管或 FET，從應(yīng)用的輸入電壓中減去超額的電壓，產(chǎn)生經(jīng)過調(diào)節(jié)的輸出電壓。所謂壓降電壓，是指穩(wěn)壓器將輸出電壓維持在其額定值上下 100mV 之內(nèi)所需的輸入電壓與輸出電壓差額的最小值。正輸出電壓的 LDO（低壓降）穩(wěn)壓器通常使用功率晶體管（也稱為傳遞設(shè)備）作為 PNP。這種晶體管允許飽和，所以穩(wěn)壓器可以有一個(gè)非常低的壓降電壓，通常為 200mV 左右；與之相比，使用 NPN 復(fù)合電源晶體管的傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓器的壓降為 2V 左右。負(fù)輸出 LDO 使用 NPN 作為它的傳遞設(shè)備，其運(yùn)行模式與正輸出 LDO 的 PNP設(shè)備類似。更新的發(fā)展使用 CMOS功率晶體管，它能夠提供的壓降電壓。使用 CMOS，通過穩(wěn)壓器的唯一電壓壓降是電源設(shè)備負(fù)載電流的 ON 電阻造成的。如果負(fù)載較小，這種方式產(chǎn)生的壓降只有幾十毫伏。
一個(gè)典型的開關(guān)電容式轉(zhuǎn)換器包括四個(gè)大型 MOS 開關(guān)，其開關(guān)順序?yàn)榈湫偷拈_關(guān)、加倍或減半輸入電源電壓。能量的傳遞與存貯由外部電容器提供。在開關(guān)周期的第一部分，輸入電壓作用于一個(gè)電容器（C1）。在開關(guān)周期的第二部分，電荷從 C1 傳送到第二個(gè)電容器 C2 上。最傳統(tǒng)的開關(guān)電容式轉(zhuǎn)換器的構(gòu)造是一個(gè)反用換流器，其中 C2 具有一個(gè)接地正端，其負(fù)端傳遞負(fù)輸出電壓。經(jīng)過幾個(gè)周期之后，通過 C2 的電壓將被施加到輸入電壓。假設(shè) C2 上沒有負(fù)載、開關(guān)上沒有損耗并且在電容器中沒有連續(xù)的電阻，則輸出電壓將正好是輸入電壓的負(fù)數(shù)。在現(xiàn)實(shí)中，電荷傳送的效率（以及由此導(dǎo)致的輸出電壓的精確性）取決于開關(guān)頻率、開關(guān)的電阻、電容器的值和連續(xù)電阻。一種類似的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)倍壓器使用相同的開關(guān)和電容器組，但更改了接地連接和輸入電壓。其它更復(fù)雜的變種產(chǎn)品使用附加開關(guān)和電容器實(shí)現(xiàn)輸入電壓與輸出電壓的其它變換比率，并且在一些情況下，使用專門的開關(guān)次序來產(chǎn)生分?jǐn)?shù)關(guān)系（例如 3/2）。在各種最簡單的形式中，開關(guān)電容式轉(zhuǎn)換器是不具備穩(wěn)壓功能的。一些新的 National 半導(dǎo)體開關(guān)電容式轉(zhuǎn)換器具有自動(dòng)調(diào)節(jié)的增益級別以產(chǎn)生經(jīng)過穩(wěn)壓的輸出；其它開關(guān)電容式轉(zhuǎn)換器使用一個(gè)內(nèi)置的低壓降線性穩(wěn)壓器產(chǎn)生未經(jīng)過穩(wěn)壓的輸出。
