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江蘇邱成機電有限公司
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江蘇邱成機電有限公司是一家集研發(fā)、工程、銷(xiāo)售、技術(shù)服務(wù)于一體的現代化企業(yè)，是國內自動(dòng)化領(lǐng)域具競爭力的設備供應商。公司主要經(jīng)營(yíng)歐美和日韓 等發(fā)達國家的機電一體化設備、高精度分析檢測儀器、環(huán)境與新能源工業(yè)設備及電動(dòng)工具等工控自動(dòng)化產(chǎn)品。 
憑借專(zhuān)業(yè)*的技術(shù)與商務(wù)團隊， 公司在為客戶(hù)帶來(lái)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的同時(shí)還可提供自動(dòng)化工程技術(shù)服務(wù)及成套解決方案。1955年美國的科學(xué)家羅那（G.H.Royer）首先研制成功了利用磁芯的飽和來(lái)進(jìn)行自激振蕩的晶體管直流變換器。此后，利用這一技術(shù)的各種形式、精益求精的直流變換器不斷涌現，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示換流設備。由于晶體管直流變換器中的功率晶體管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，由此而制成的穩壓電源輸出的組數多、極性可變、效率高、體積小、重量輕，因而當時(shí)被廣泛地應用于航天及軍事電子設備。由于那時(shí)的微電子設備及技術(shù)十分落后，不能制作出耐壓高、開(kāi)關(guān)速度較高、功率較大的晶體管，所以這個(gè)時(shí)期的直流變換器只能采用低電壓輸入，并且轉換的速度也不是太高。
60年代開(kāi)始，由于微電子技術(shù)的快速發(fā)展，出現了高反壓的晶體管，從此直流變換器就可以直接由市電經(jīng)整流、濾波后輸入，不再需要工頻變壓器降壓了，從而極大地擴大了它的應用范圍，并在此基礎上誕生了無(wú)工頻降壓變壓器的開(kāi)關(guān)電源。省掉了工頻變壓器，又使開(kāi)關(guān)穩壓電源的體積和重量大為減小，開(kāi)關(guān)穩壓電源才真正做到了效率高、體積小、重量輕。
70年代以后，與這種技術(shù)有關(guān)的高頻，高反壓的功率晶體管、高頻電容、開(kāi)關(guān)二極管、開(kāi)關(guān)變壓器的鐵芯等元件也不斷地研制和生產(chǎn)出來(lái)，使無(wú)工頻變壓器開(kāi)關(guān)穩壓電源得到了飛速的發(fā)展，并且被廣泛地應用于電子計算機、通信、航天、彩色電視機等領(lǐng)域，從而使無(wú)工頻變壓器開(kāi)關(guān)穩壓電源成為各種電源的。
使用穩壓電源的必要性
隨著(zhù)社會(huì )飛速前進(jìn)，用電設備與日俱增。但電力輸配設施的老化和發(fā)展滯后，以及設計不良和供電不足等原因造成末端用戶(hù)電壓的過(guò)低，而線(xiàn)頭用戶(hù)則經(jīng)常電壓偏高。對用電設備特別是對電壓要求嚴格的高新科技和精密設備，猶如沒(méi)有上保險。
不穩定的電壓會(huì )給設備造成致命傷害或誤動(dòng)作，影響生產(chǎn)，造成交貨期延誤、質(zhì)量不穩定等多方面損失。同時(shí)加速設備的老化、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就要更新設備，浪費資源；嚴重者甚至發(fā)生安全事故，造成不可估量的損失。 [1]  [2] 
主要功能編輯 語(yǔ)音
穩定電壓
穩壓電源
穩壓電源
當電網(wǎng)電壓或負載出現瞬間波動(dòng)時(shí)，穩壓電源會(huì )以10-30ms的響應速度對電壓幅值進(jìn)行補償，使其穩定在±2%以?xún)取?br />多功能綜合保護
穩壓器除了最基本的穩定電壓功能以外，還應具有過(guò)壓保護（超過(guò)輸出電壓的+10%）、欠壓保護（低于輸出電壓的-10%）、缺相保護、短路過(guò)載保護最基本的保護功能。
尖脈沖抑制
電網(wǎng)有時(shí)會(huì )出現幅值很高，脈寬很窄的尖脈沖，它會(huì )擊穿耐壓較低的電子元件。穩壓電源的抗浪涌組件能夠對這樣的尖脈沖起到很好的抑制作用。
隔離傳導性EMI電磁干擾（可選）：
數控設備多采用AC/DC整流+PFC高頻功率因數校正，自身有一定的干擾性同時(shí)對干擾源也有嚴格要求。穩壓電源的濾波組件能夠有效隔離電網(wǎng)對設備的干擾同時(shí)也能有效隔離設備對電網(wǎng)的干擾。
防雷
應具有的防雷擊能力。 [3] 
工作原理編輯 語(yǔ)音
圖1 穩壓電源工作原理圖
圖1 穩壓電源工作原理圖

工頻交流電源經(jīng)過(guò)變壓器降壓、 整流、濾波后成為一穩定的直流電。圖中其余部分是起電壓調節，實(shí)現穩壓作用的控制部分。電源接上負載后，通過(guò)采樣電路獲得輸出電壓，將此輸出電壓和基準電壓進(jìn)行比較。如果輸出電壓小于基準電壓，則將誤差值經(jīng)過(guò)放大電路放大后送入調節器的輸入端，通過(guò)調節器調節使輸出電壓增加，直到和基準值相等；如果輸出電壓大于基準電壓，則通過(guò)調節器使輸出減小。
穩壓器電路由電源電路、電壓檢測控制電路、過(guò)電壓保護組成，如圖1所示。電源電路由調壓變壓器T的W4、W5繞組和整流二極管VDl-VD4、濾波電容器Cl、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和運算放大器集成電路IC（Nl-N3）組成。過(guò)電壓保護電路由IC內部的N3、晶體管V3、電阻器Rl2和繼電器K組成。自動(dòng)調壓電路由電阻器R8-Rll、晶體管Vl、V2、直流電動(dòng)機M、滑動(dòng)觸頭和T的Wl-W3繞組組成。將交流穩壓器的輸大端與市電相接后，在T的W4、W5繞組上產(chǎn)生了感應電壓。該電壓經(jīng)VDl-VD4整流及Cl、C2濾波后，為IC和Vl、V2等提供 士l2V不穩定工作電壓。+l2V電壓還有其他作用。經(jīng)Rl-R3分壓、VS穩壓后，分別為Nl-N3的反相輸入端提供基準電壓；為過(guò)電壓保護電路申的K和V3提供工作電源；經(jīng)R4、RP2、R6分壓后，為Nl和N2的正相輸入端提供檢測電壓；經(jīng)R7、RPl、R5分壓后，為N3的正相輸入端提供檢測電壓。
Nl-N3將正相輸大端的檢測電壓與反相輸大端的基準電壓進(jìn)行比較，用產(chǎn)生的誤差電壓去控制自動(dòng)調壓電路。
當市電電壓正常時(shí)，Nl和N2的輸出端電壓為OV，Vl和V2均處于截止狀態(tài)，電動(dòng)機M不工作。
當市電電壓偏低時(shí)，Nl和N2輸出低電平，使V2導通，Vl截止，M逆時(shí)針旋轉，通過(guò)滑壁臂驅動(dòng)滑動(dòng)觸頭移動(dòng)，與T相應的電壓抽頭接觸 （T的Wl、W2繞組共設置了21個(gè)電壓抽頭，每一檔的電壓調節范圍為5V），通過(guò)T的W2繞組來(lái)提升輸出電壓。當輸出交流電壓升至220V時(shí)，V2截止，M停轉。當市電電壓偏高時(shí)，Nl和N2均輸出高電平，使Vl導通，V2截止，M順時(shí)針旋轉，通過(guò)滑臂驅動(dòng)滑動(dòng)觸頭移動(dòng)，與T相應的電壓抽頭接觸，通過(guò)T的Wl繞組來(lái)降低輸出電壓。當輸出交流電壓降至220V時(shí)，Vl截止，M停轉。當市電電壓偏高超過(guò)260V時(shí)，N3因正相輸入端電壓高于反相輸入端電壓而輸出低電平，使V3截止，，K釋放，其常閉觸頭接通交流電壓的輸出回路。當市電電壓為160-260V時(shí)，N3因正相輸入端電壓低于反相輸入端電壓而輸出高電平，使V3導通，K吸合，其常閉觸頭斷開(kāi)，從而保證負載（用電器）不會(huì )因過(guò)電壓而損壞。 [3] 
選購編輯 語(yǔ)音
元器件選擇
R8和R9均選用lW金屬膜電阻器，其余各電阻器選用1/4W或l/2W金屬膜電阻器。
穩壓電源

穩壓電源
RPl和RP2均選用精密可變電阻器。
Cl-C4均選用耐壓值為16V的鋁電解電容器。
VDl-VD4均選用lN5404型硅整流二極管。
VS選用1/2W、6V的硅穩壓二極管，例如lN5233A或lN5995B等型號。
Vl選用DSl5或2SC2073型硅NPN晶體管；V2選用CSl5或2SA940型硅PNP晶體管；V3選用S805O或C8050型硅NPN晶體管。
IC選用LM324型運算放大集成電路。
M選用l2V直流電動(dòng)機。
K選用JRX-l3F型l2V直流繼電器，使用時(shí)將其兩組常閉觸頭并聯(lián)，以增大電流負荷。
采用300-500W的電源變壓器改制。先計算出匝/伏比等有關(guān)數據后再進(jìn)行繞制，每5V處取出一抽頭并作好標記。先繞Wl-W3繞組，后繞W4和W5繞組。將T各抽頭的外接點(diǎn)與滑臂的滑動(dòng)觸頭分別裝在兩塊*一樣的印制板上，粘合后對應連接?；蹫樯?、下兩片型式，印制板夾在其中間，使其在滑動(dòng)時(shí)接觸良好?；凵晷难b上齒輪，電動(dòng)機M通過(guò)齒輪變速后驅動(dòng)滑臂移動(dòng)。
電路調試
調試時(shí)，先將RPl和R陀的動(dòng)觸頭調至中間位置，在交流穩壓器的輸入端接上一臺手動(dòng)調壓器，在輸出端接上電壓表，調整調壓器使輸入交流電壓為220V，然后調節R陀的阻值，使M在輸出電壓為220V時(shí)停轉。
斷開(kāi)M的引線(xiàn) （滑動(dòng)觸頭應接在-220V處），

調整RPl，使輸人電壓調至230V時(shí)，K立即吸合即可。 [2] 
特點(diǎn)編輯 語(yǔ)音
優(yōu)點(diǎn)
1）功耗小，效率高。在圖1中的開(kāi)關(guān)穩壓電源電路中，晶體管V在激勵信號的激勵下，它交替地工作在導通—截止和截止—導通的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，轉換速度很快，頻率一般為50kHz左右，在一些技術(shù)先進(jìn)的國家，可以做到幾百或者近1000kHz。這使得開(kāi)關(guān)晶體管V的功耗很小，電源的效率可以大幅度地提高，其效率可達到80%。
2）體積小，重量輕。從開(kāi)關(guān)穩壓電源的原理框圖可以清楚地看到這里沒(méi)有采用笨重的工頻變壓器。由于調整管V上的耗散功率大幅度降低后，又省去了較大的散熱片。由于這兩方面原因，所以開(kāi)關(guān)穩壓電源的體積小，重量輕。
3）穩壓范圍寬。從開(kāi)關(guān)穩壓電源的輸出電壓是由激勵信號的占空比來(lái)調節的，輸入信號電壓的變化可以通過(guò)調頻或調寬來(lái)進(jìn)行補償，這樣，在工頻電網(wǎng)電壓變化較大時(shí)，它仍能夠保證有較穩定的輸出電壓。所以開(kāi)關(guān)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脈寬調制型和頻率調制型兩種。這樣，開(kāi)關(guān)穩壓電源不僅具有穩壓范圍寬的優(yōu)點(diǎn)，而且實(shí)現穩壓的方法也較多，設計人員可以根據實(shí)際應用的要求，靈活地選用各種類(lèi)型的開(kāi)關(guān)穩壓電源。
4）濾波的效率大為提高，使濾波電容的容量和體積大為減少。開(kāi)關(guān)穩壓電源的工作頻率基本上是工作在50kHz，是線(xiàn)性穩壓電源的1000倍，這使整流后的濾波效率幾乎也提高了1000倍。就是采用半波整流后加電容濾波，效率也提高了500b倍。在相同的紋波輸出電壓下，采用開(kāi)關(guān)穩壓電源時(shí)，濾波電容的容量只是線(xiàn)性穩壓電源中濾波電容的1/500—1/1000。
5）電路形式靈活多樣。例如，有自激式和他激式，有調寬型和調頻型，有單端式和雙端式等等，設計者可以發(fā)揮各種類(lèi)型電路的特長(cháng)，設計出能滿(mǎn)足不同應用場(chǎng)合的開(kāi)關(guān)穩壓電源。
缺點(diǎn)
開(kāi)關(guān)穩壓電源的缺點(diǎn)是存在較為嚴重的開(kāi)關(guān)干擾。開(kāi)關(guān)穩壓電源中，功率調整開(kāi)關(guān)晶體管V工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，它產(chǎn)生的交流電壓和電流通過(guò)電路中的其他元器件產(chǎn)生尖峰干擾和諧振干擾，這些干擾如果不采取一定的措施進(jìn)行抑制、消除和屏蔽，就會(huì )嚴重地影響整機的正常工作。此外由于開(kāi)關(guān)穩壓電源振蕩器沒(méi)有工頻變壓器的隔離，這些干擾就會(huì )串入工頻電網(wǎng)，使附近的其他電子儀器、設備和家用電器受到嚴重的干擾。

由于國內微電子技術(shù)、阻容器件生產(chǎn)技術(shù)以及磁性材料技術(shù)與一些技術(shù)先進(jìn)國家還有一定的差距，因而造價(jià)不能進(jìn)一步降低，也影響到可靠性的進(jìn)一步提高。所以在中國的電子儀器以及機電一體化儀器中，開(kāi)關(guān)穩壓電源還不能得到十分廣泛的普及及使用。特別是對于無(wú)工頻變壓器開(kāi)關(guān)穩壓電源中的高壓電解電容器、高反壓大功率開(kāi)關(guān)管、開(kāi)關(guān)變壓器的磁芯材料等器件，在中國還處于研究、開(kāi)發(fā)階段。在一些技術(shù)先進(jìn)國家，開(kāi)關(guān)穩壓電源雖然有了一定的發(fā)展，但在實(shí)際應用中也還存在一些問(wèn)題，不能十分令人滿(mǎn)意。這暴露出開(kāi)關(guān)穩壓電源的又一個(gè)缺點(diǎn)，那就是電路結構復雜，故障率高，維修麻煩。對此，如果設計者和制造者不予以充分重視，則它將直接影響到開(kāi)關(guān)穩壓電源的推廣應用。當今，開(kāi)關(guān)穩壓電源推廣應用比較困難的主要原因就是它的制作技術(shù)難度大、維修麻煩和造價(jià)成本較高。 [2] 
分類(lèi)編輯 語(yǔ)音
常用的穩壓電源有：①鐵磁諧振式交流穩壓器。由飽和扼流圈與相應的電容器組成，具有恒壓伏安特性。②磁放大器式交流穩壓器。將磁放大器和自耦變壓器串聯(lián)而成，利用電子線(xiàn)路改變磁放大器的阻抗以穩定輸出電壓。③滑動(dòng)式交流穩壓器。通過(guò)改變變壓器滑動(dòng)接點(diǎn)位置穩定輸出電壓。④感應式交流穩壓器?？扛淖冏儔浩鞔?、初級電壓的相位差，使輸出交流電壓穩定。⑤晶閘管交流穩壓器。用晶閘管作功率調整元件。穩定度高、反應快且無(wú)噪聲。但對通信設備和電子設備造成干擾。20世紀80年代以后，又出現3種新型交流穩壓電源：補償式交流穩壓器。數控式和步進(jìn)式交流穩壓器。凈化式交流穩壓器。具有良好隔離作用，可消除來(lái)自電網(wǎng)的尖峰干擾。
交流電源
又稱(chēng)交流穩壓器。隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展，特別是電子計算機技術(shù)應用到各工業(yè)、科研領(lǐng)域后，各種電子設備都要求穩定的交流電源供電，電網(wǎng)直接供電已不能滿(mǎn)足需要，交流穩壓電源的出現解決了這一問(wèn)題。常用的交流穩壓電源有：
電力穩壓器
電力穩壓器
①鐵磁諧振式交流穩壓器。由飽和扼流圈與相應的電容器組成，具有恒壓伏安特性。
②磁放大器式交流穩壓器。將磁放大器和自耦變壓器串聯(lián)而成，利用電子線(xiàn)路改變磁放大器的阻抗以穩定輸出電壓。
③滑動(dòng)式交流穩壓器。通過(guò)改變變壓器滑動(dòng)接點(diǎn)位置穩定輸出電壓。
④感應式交流穩壓器?？扛淖冏儔?/p>

器次、初級電壓的相位差，使輸出交流電壓穩定。
⑤晶閘管交流穩壓器。用晶閘管作功率調整元件。穩定度高、反應快且無(wú)噪聲。但對通信設備和電子設備造成干擾。20世紀80年代以后，又出現3種新型交流穩壓電源：補償式交流穩壓器。數控式和步進(jìn)式交流穩壓器。凈化式交流穩壓器。具有良好隔離作用，可消除來(lái)自電網(wǎng)的尖峰干擾。
數控穩壓電源：是通過(guò)觀(guān)察區在設備輸出端取樣，對現時(shí)電壓跟額定電壓作出比較、核對，如比較為負值，則發(fā)送數據到中央處理器（CPU），由中央處理器作出電壓加的命令。同時(shí)，檢測區檢測半導體是否已開(kāi)、關(guān)。確認無(wú)誤后，中央處理器做出電壓加的命令控制半導體工作，從而達到額定電壓的標準。如果正值，中央處理器則做出電壓減的命令，整個(gè)過(guò)程全部數字化只需0.048秒時(shí)間。
本設備將瞬間反復變化的電壓通過(guò)數字控制回路穩定來(lái)確保輸出電壓始終為額定電壓。
采用數碼式控制原理監控電壓的變化，通過(guò)電子晶閘開(kāi)關(guān)調整變壓器的TAP來(lái)始終保持穩定的輸出電壓的數碼式電源穩壓器（DIGITAL TAPCHANGING METHOD）。
直流電源
又稱(chēng)直流穩壓器。它的供電電壓大都是交流電壓，當交流供電電壓的電壓或輸出負載電阻變化時(shí)，穩壓器的直接輸出電壓都能保持穩定。穩壓器的參數有電壓穩定度、紋波系數和響應速度等。前者表示輸入電壓的變化對輸出電壓的影響。紋波系數表示在額定工作情況下，輸出電壓中交流分量的大??；后者表示輸入電壓或負載

急劇變化時(shí)，電壓回到正常值所需時(shí)間。直流穩壓電源分連續導電式與開(kāi)關(guān)式兩類(lèi)。前者由工頻變壓器把單相或三相交流電壓變到適當值，然后經(jīng)整流、濾波，獲得不穩定的直流電源，再經(jīng)穩壓電路得到穩定電壓（或電流）。這種電源線(xiàn)路簡(jiǎn)單、紋波小、相互干擾小，但體積大、耗材多，效率低（常低于40%～60%）。后者以改變調整元件（或開(kāi)關(guān)）的通斷時(shí)間比來(lái)調節輸出電壓，從而達到穩壓。這類(lèi)電源功耗小，效率可達85%左右，但缺點(diǎn)是紋波大、相互干擾大。所以，80年代以來(lái)發(fā)展迅速。從工作方式上可分為：