稳压器有什么作用_稳压器原理介绍 - 全文

　　稳压器的概念

　　稳压器是使输出电压稳定的设备。稳压器由调压电路、控制电路、及伺服电机等组成。当输入电压或负载变化时，控制电路进行取样、比较、放大，然后驱动伺服电机转动，使调压器碳刷的位置改变，通过自动调整线圈匝数比，从而保持输出电压的稳定。

　　稳压器工作原理

　　1、单相补偿式稳压器

　　下图为带补偿式单相交流稳压器原理图，它主要由调压变压器T1和补偿变压器T2组成。

　　从上图中可以看出，补偿变压器低压侧的线圈串联在稳压器的主回路中，所以这种稳压器输出的能量主要是通过补偿变压器的低压侧线圈直接给输出负载的，只要把补偿变压器的二次线圈的线径做得足够大，稳压器的功率就可以做得很大。

　　调压变压器T1只要负担输入电压与输出电压的差额部分，按稳压器可允许的输入变化范围的大小不等，调压变压器T1的功率大小往往是稳压器实际容量的几分之一，这由稳压器的配比这个参数来决定调压变压器的大小。

　　2、单相SVC直接调压稳压器

　　如下图所示，为单相SVC直接调压稳压器的工作原理图，其主要工作原理如下：

　　A点为单相稳压器输入侧，B点为输出侧。其实这一类用调压器直接调压式的稳压器就是利用自耦变压器的原理做成的。

　　这种稳压器的取样电路时刻监视稳压器的输出两点间电压，输出电压升高时，控制电机朝自耦变压器降压的方向移动（A点所对应的箭头向上移动），当输出电压达到所要的电压时，停止控制电机运动。反之控制电路则控制电机朝自耦变压器升压的方向转动（A点所对应的箭头向下移动），直至达到所要的电压时停止。

　　稳压器的类型与优缺点

　　一、自动稳压器

　　这种稳压器结构简单，价格低廉，但可靠性差。因为它是靠碳刷的移动（滑动或滚动）来稳压的。控制电路根据输出设定的情况，来控制M点上下移动，以使输出电压符合负载的要求。这种电路的缺点就是可靠性低和动态响应速度慢，不隔离干扰。碳刷在不断的移动中会慢慢变薄直至损坏，在湿度很大的情况下寿命缩短会更快。由于是机械运动，所以动态响应慢，这将会导致瞬间电压的突升与突降，损坏后面的设备。

　　比如当输入电压下降15%，即220V下降到187V时，为了保证输出仍为220V，M就必须上滑至N点，这时的变化就是220：187=1.18，这时如果有一个大型的感性负载突然下载，造成市电电压突然产生一个300V的浪涌，由于M点的机械惰性而来不及移动，在输出端就会出现一个354V的高电压，轻则使UPS电池放电，重则烧毁UPS输入电路。反之，如果有一个大型的感性负载突然加载，也将会出现一个100V的凹陷，也会导致UPS的电池放电。

　　二、净化电源交流稳压器

　　这种交流稳压器的出现主要是代替原来的电磁补偿式614型稳压器。这种稳压器的原理是根据双向可控硅导通角度的不同而形成不同的等效电感量，使输出对输入的变化进行补偿原理而进行稳压的。这种电源的稳定度较高，可达到0.1%，效率也较高，可达97%，输出电压波形失真度较小，可达到0.2%。这种稳压器的可靠性很高，有隔离干扰的能力。由图中还可以看出，主电路中没有功率管，都是电感和电容等无源器件，惟一的一只半导体器件还是可靠性很高的双向可控硅。但这种电路的缺点是调节范围窄，一般只适应额定电网电压的±10%，功率不容易做大，这显然无法满足电信部门的要求，所以一般不在考虑范围之内。

　　三、参数稳压器

　　1、参数稳压器的工作原理

　　参数稳压器是早期应用比较普遍的稳压器，这是一种根据铁磁谐振原理进行稳压的电路。它的优点是整个电路没有一个半导体元件，是由变压器和电容构成的电路，所以可靠性比较高，由于参数稳压器是工作在谐振状态，所以隔离干扰的能力比较强。图4示出了参数稳压器的工作原理。由于该电路用得较多，出现的问题也很多，在这里做一较详细地介绍。目的是了解它的优缺点，以达到更理性地使用。如图4为参数稳压器的电路原理图，其等效电路是一只电感与一只电容串联。

　　2、参数稳压器优点：

　　A、参数稳压器在谐振时由于是工作在饱和状态，所以外来的干扰不会引起饱和电流的变化，于是就将干扰隔离了。

　　B、由于输入电压升高的部分全部加到电容器上，所以允许输入电压转换范围较大。

　　C、由于电路中没有电子元件，所以可靠性较高。

　　3、参数稳压器的缺点：

　　A、由于是工作在饱和状态，所以自身功耗大，效率低。

　　B、由于是谐振在市电频率，所以对频率的变化非常敏感，一旦市电频率发生变化，就会造成停振，一旦停振，其储存在电感中3倍以上的无功功率就会瞬间释放，形成上千伏的高压脉冲向外传输，击毁其附近的设备。国内某电信部门的多次UPS起火均由它造成。

　　C、由于是谐振在市电频率，如果后面是整流负载，整流产生的谐波也会导致电路停振。根据有关科研机关的测试，这时参数稳压器的容量要数倍于后面的负载（典型实验是10倍）。上述电信部门的多次UPS起火就是因为参数稳压器的容量过小：譬如一个是15KVA的参数稳压器带16KVA的UPS，一个是30KVA的参数稳压器带40KVA的UPS，在几十套配套设备中几乎无一幸免。

　　D、由于在电路工作是内部储存了大量的无功功率，所以输入功率因数低，不能充分利用输入的市电，占用了宝贵的电能资源。

　　参数稳压器使用比较成功的地方大都是容量比较大的地方或条件比较好的地方。所以这种电源要谨慎使用，尤其是在电信部门这样要求较高的地方更要谨防隐患。

　　稳压器的作用

　　1、对电压要求较高的精密仪器起到保护作用;

　　2、标准较高的实验室（化验室）的实验设备（化验设备）j均配备稳压器，确保实验（化验）数据的精度等级（准确）;

　　3、医院、国防、工厂、学校、金融等部门关键设备均配备稳压器，确保设备运转的稳定性和安全性。等等总之各个行业的关键部门对自己的关键用电设备都应用稳压器。

　　稳压器的操作方法

　　开关

　　“开/关”或“停机”功能使稳压器能够在带电的情况下打开或关闭。尽管在“关闭”或“停机”模式下，稳压器的供给电流因为输出被禁用而降至一个较低的级别，但是内部偏置电路仍处于运行状态。

　　当重新启用之后，稳压器将以比输入电压关闭又打开的情况下快得多的速度重新对输出电压进行稳压。

　　如果显示在”开”的状态，则稳压器将被逻辑高电平启动。否则，将被逻辑低电平启动。

　　调整

　　在开关稳压器和开关电容式转换器中，使用一个内部振荡器来设置输出晶体管的开关频率。

　　该开关频率的值可以确定转换器中使用的某些外部组件，确定转换器产生的噪音的频率，并影响转换器的性能。

　　某些转换器允许通过调整内部震荡器频率（“频率调整”）或通过同步振荡器与外部电源（“同步”）来更改开关频率。

　　一般来说，通过提高开关频率，可以在转换器输出级中使用较小的部件（电容器，感应器）。

　　这可能降低转换器的效率，因为增加了开关损耗，除非同时使用更高质量的部件。性能良好的更高频率的转换器将比频率较低的转换器具有更快的瞬时响应。

　　如果一个板上有几个转换器，则通常最好将它们同步到一个公共源。这可以控制整个批量产生的噪音，并尽量减小可能产生的任何“敲击频率”。

　　这个问题对于高功率转换器（例如5W或更高功率）通常很重要。在许多情况下，开关频率只能从其预设值增加。产品数据表将标出该功能的频率范围。

　　错误标记

　　错误标记是一个集电极开路输出，当经过稳压的输出电压低于额定输出电压5%（典型的）时，它会发出一个信号。开始时，错误标记为低，直到输出电压达到额定输出电压的95%为止。在一些情况下，电源转换中出现的错误标记会有延迟。这个延迟是由外部电容器设置的，并可用作开机重置功能将微处理器重新设置为加电。如果显示状态“错误”，输出电压为低情况使得集电极开路的输出为高（标记晶体管显示OFF）。当输出电压在额定电压上下5%范围以内时，此标记输出为低。

　　容量曲线

　　自耦式稳压器（单相0.5kVA~3kVA、10k卧式及以下，三相9kVA及以下）当输入相电压低于198V时，输出容量就开始下降；输入相电压等于160V时，下降到稳压器额定容量的50%。所以在电源电压的低端特别要注意减轻负载降额使用，以免使稳压器过载烧毁；

　　自耦式稳压器能够同时输出220V和110V两种电压。但即使是全部由110V输出时，稳压器所带负载也不能超过额定容量的50%，否则就是过载使用。

　　⒈将稳压器输入接到配电板上，并在用户配电板上安上符合本仪器功率保率的保险丝，以确保用电安全。

　　⒉将用电设备的电源接到本仪器的输出端子上，注意用电器的额定输入电压值应与稳压器的输出一致，切勿接错。

　　⒊先开启稳压器的电源开关，工作指示灯亮。观察电压表指示值是否正常。输出电压正常时，再开启用电设备电源开关，本稳压器即能自动调整电压，正常供电。

　　⒋当用电设备长期不用时，请关闭用电设备的电源开关，以减少耗电和延长稳压器的使用寿命。

　　⒌稳压器不得过载使用。市电电压较低时，输出容量减少，应相应减少稳压器负载。

　　⒍当选用电器有冰箱、空调、水泵等有电机运转的设备时，应选择3倍以上容量的稳压器，以免设备启动电流超过稳压器保险丝电流或过流保护断路器电流使稳压器保险丝熔断或断路器跳闸或压降太大而无法工作。

　　⒎与稳压器连接的导线应有足够载面，防止发热和减少压降。容量2KVA以上的稳压器采用端子连接，应选用单根铜质导线，并尽量拧紧端子螺丝，防止连接处发热。

　　⒏无论是单相或三相稳压器，在接好所有输入输出线后，应先关掉负载的电源开关，再开启稳压器，检查输出电压正常后，再开启负载的电源开关。

　　稳压器的使用注意事项

　　1、先开启稳压器的电源开关，工作指示灯、延时指示灯亮，无电输出，3-7秒后即送电，观察指示灯是否正常指示220V。输出电压正常（220V）左右时，再开启用电设备电源开关。本稳压器即能自动调整电压，正常供电。

　　2、当用电设备长期不用时，请关闭用电设备的电源开关，并关闭稳压器的电源开关，以减少耗电和延长稳压器使用寿命。

　　3、稳压器不得过载使用。市电电压较低时，输出容量减少，应相应减少稳压器的负载。

　　4、当用电器有冰箱、空调、水泵等有电机运转的设备时，应选择3倍以上的容量的稳压器，以免设备启动电流超过稳压器保险丝电流或过流保护断路器电流使稳压器保险丝熔断或断路跳闸而无法工作。

　　5、与稳压器连接的导线应有足够截面，防止发热和减少降压。容量2KVA以上的稳压器采用端子连接，应选用单根铜质导线，并尽量拧紧端子螺丝，防止连接处发热。

　　6、部分稳压器面板上设有电压检测按钮，按入按钮电压表指示输入电压，可直接观察市电状况。

　　无论是单相或三相稳压器，在接好所有输入输出线后，应先关掉负载（用电器）的电源开关，再开启稳压器，检查输出电压正常后，再开启负载的电源开关。