《交流穩(wěn)壓電源B》課件

交流穩(wěn)壓電源B專業(yè)交流穩(wěn)壓電源技術(shù)詳解課程概述學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握交流穩(wěn)壓電源的基本原理核心內(nèi)容電路分析與設(shè)計(jì)方法實(shí)踐環(huán)節(jié)交流穩(wěn)壓電源的定義基本概念將不穩(wěn)定交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定電壓的電源設(shè)備主要功能抑制電網(wǎng)波動(dòng)影響，輸出恒定電壓工作特點(diǎn)自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電壓，保持負(fù)載電壓穩(wěn)定交流穩(wěn)壓電源的重要性保障設(shè)備安全防止電壓波動(dòng)損壞設(shè)備提高設(shè)備性能確保系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行延長設(shè)備壽命減少電壓波動(dòng)對設(shè)備的損耗交流穩(wěn)壓電源的基本組成電源變壓器調(diào)整輸入電壓至適當(dāng)水平整流電路將交流電轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)直流濾波電路消除脈動(dòng)，平滑輸出穩(wěn)壓電路維持恒定輸出電壓電源變壓器的作用電壓變換調(diào)整電網(wǎng)電壓至適合電路工作1電氣隔離提供輸入輸出之間的安全隔離2阻抗匹配優(yōu)化電源與負(fù)載間的功率傳輸3保護(hù)作用防止電網(wǎng)異常直接傳遞至用電設(shè)備4整流電路的功能交變轉(zhuǎn)直流將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗蛄鲃?dòng)的電流波形轉(zhuǎn)換生成脈動(dòng)直流電壓波形能量轉(zhuǎn)換保留輸入能量用于后續(xù)處理濾波電路的原理平滑脈動(dòng)減小整流后的電壓波動(dòng)儲(chǔ)能放電利用儲(chǔ)能元件補(bǔ)償電壓低谷紋波抑制降低輸出電壓中的交流分量穩(wěn)壓電路的作用±1%電壓精度維持輸出電壓在允許范圍內(nèi)99.9%穩(wěn)定性抵消負(fù)載和溫度變化影響<5%紋波系數(shù)進(jìn)一步降低剩余交流分量交流穩(wěn)壓電源的分類按輸出類型交流穩(wěn)壓、直流穩(wěn)壓1按連接方式串聯(lián)型、并聯(lián)型2按工作狀態(tài)線性、開關(guān)型3按電路類型離散元件、集成模塊4按輸出電源類型分類交流穩(wěn)壓電源輸出穩(wěn)定交流電壓適用于交流電機(jī)照明系統(tǒng)大功率設(shè)備直流穩(wěn)壓電源輸出穩(wěn)定直流電壓電子線路供電通信設(shè)備精密儀器按調(diào)整管與負(fù)載連接方式分類1串聯(lián)型調(diào)整管與負(fù)載串聯(lián)高穩(wěn)定性，效率較低2并聯(lián)型調(diào)整管與負(fù)載并聯(lián)可靠性高，適合大電流3復(fù)合型串并聯(lián)組合使用結(jié)合兩者優(yōu)點(diǎn)按調(diào)整管工作狀態(tài)分類線性穩(wěn)壓器工作在放大區(qū)低噪聲效率低開關(guān)穩(wěn)壓器工作在開關(guān)狀態(tài)高效率噪聲大磁放大器利用磁飽和特性可靠性高體積大按電路類型分類離散元件電路由分立電子元件組成，靈活度高集成穩(wěn)壓電路采用集成電路技術(shù)，體積小，可靠性高混合式電路集成電路與分立元件結(jié)合使用交流穩(wěn)壓電源的主要技術(shù)指標(biāo)穩(wěn)壓系數(shù)輸入電壓變化(%)輸出電壓變化(%)電壓調(diào)整率概念定義輸出電壓相對額定值的最大偏差百分比測量方法在額定負(fù)載下測量最高和最低輸出電壓計(jì)算公式δV=(Vmax-Vmin)/Vnom×100%輸出電阻測量工具精密電阻測量儀等效電路理想電源串聯(lián)等效電阻電阻計(jì)算電壓變化除以電流變化電流調(diào)整率負(fù)載電流(%)輸出電壓變化(%)單相半波整流電路基本結(jié)構(gòu)僅由一個(gè)二極管組成電路簡單成本低效率低工作原理僅導(dǎo)通交流電的正半周輸出波形為脈動(dòng)直流頻率同輸入頻率紋波系數(shù)大單相全波整流電路中心抽頭變壓器二次側(cè)有中心抽頭雙二極管兩個(gè)二極管交替導(dǎo)通全波輸出正負(fù)半周均有輸出紋波頻率高輸出紋波頻率為輸入頻率的兩倍單相橋式整流電路四個(gè)二極管組成橋式結(jié)構(gòu)普通變壓器無需中心抽頭全波整流正負(fù)半周均轉(zhuǎn)換為直流高效率變壓器利用率高電容濾波電路原理工作原理利用電容充放電特性平滑脈動(dòng)主要特點(diǎn)電路簡單，成本低，適用于小電流負(fù)載紋波特性負(fù)載電流越大，紋波電壓越大電感濾波電路原理基本原理利用電感阻礙電流變化特性電流濾波使電流平滑連續(xù)流動(dòng)適用場景大電流負(fù)載濾波LC濾波電路原理1最佳性能紋波系數(shù)最小2π型結(jié)構(gòu)輸入輸出各一個(gè)電容，中間為電感3雙重濾波電容平滑電壓，電感平滑電流串聯(lián)型穩(wěn)壓電路采樣比較檢測輸出電壓與參考電壓差值誤差放大放大電壓差產(chǎn)生控制信號(hào)調(diào)整管控制改變串聯(lián)晶體管導(dǎo)通程度并聯(lián)型穩(wěn)壓電路電壓檢測監(jiān)測輸出電壓變化分流控制調(diào)整分流電流大小電流平衡維持負(fù)載電流恒定開關(guān)型穩(wěn)壓電路高效率調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)脈寬調(diào)制通過調(diào)整導(dǎo)通時(shí)間控制輸出體積小高頻工作，儲(chǔ)能元件體積小集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用固定三端穩(wěn)壓器1234簡單結(jié)構(gòu)只有輸入、輸出、接地三個(gè)引腳固定輸出輸出電壓固定不可調(diào)內(nèi)部保護(hù)具備過流和過熱保護(hù)功能應(yīng)用廣泛5V、9V、12V等多種規(guī)格可調(diào)三端穩(wěn)壓器基本特性輸出電壓可調(diào)簡單易用穩(wěn)定可靠典型應(yīng)用可調(diào)電源電池充電器線性穩(wěn)壓電路調(diào)節(jié)方式外接電阻分壓電位器調(diào)節(jié)恒流或恒壓模式交流穩(wěn)壓電源的工作原理輸入處理變壓、整流、濾波電壓檢測檢測輸出電壓變化反饋控制產(chǎn)生調(diào)整信號(hào)輸出調(diào)整調(diào)整輸出電壓穩(wěn)定電源變壓器工作原理整流電路工作原理單向?qū)ǘO管單向?qū)ㄌ匦圆ㄐ无D(zhuǎn)換交流轉(zhuǎn)換為單向脈動(dòng)電壓能量傳遞將輸入能量傳遞給負(fù)載濾波電路工作原理1電容儲(chǔ)能電壓高時(shí)充電2電容放電電壓低時(shí)放電3電感阻流阻礙電流突變4波形平滑輸出平滑直流電壓穩(wěn)壓電路工作原理電壓基準(zhǔn)提供穩(wěn)定參考電壓比較反饋輸出與基準(zhǔn)比較電壓調(diào)整自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電壓交流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)考慮因素電氣參數(shù)輸入范圍、輸出精度、負(fù)載能力物理要求體積、散熱、噪聲控制保護(hù)功能過壓、過流、短路、過溫保護(hù)成本控制元器件選擇、生產(chǎn)工藝優(yōu)化輸入電壓范圍±25%工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)電網(wǎng)波動(dòng)范圍±15%商用標(biāo)準(zhǔn)普通商業(yè)環(huán)境使用±10%家用標(biāo)準(zhǔn)居民用電環(huán)境使用輸出電壓精度負(fù)載能力額定電流持續(xù)穩(wěn)定供電電流峰值電流短時(shí)間過載能力動(dòng)態(tài)響應(yīng)負(fù)載變化時(shí)的響應(yīng)速度3負(fù)載調(diào)整率負(fù)載變化引起的電壓變化效率和功耗節(jié)能環(huán)保減少能源浪費(fèi)發(fā)熱控制降低散熱需求運(yùn)行成本減少電力支出保護(hù)電路設(shè)計(jì)設(shè)備安全防止電源損壞負(fù)載保護(hù)防止異常電壓損壞負(fù)載人身安全防止電擊和火災(zāi)危險(xiǎn)過壓保護(hù)電壓監(jiān)測實(shí)時(shí)監(jiān)測輸出電壓值2觸發(fā)控制超過閾值觸發(fā)保護(hù)3保護(hù)動(dòng)作切斷輸出或限制電壓過流保護(hù)電流限制型限制輸出電流最大值自動(dòng)恢復(fù)持續(xù)工作簡單可靠自動(dòng)關(guān)斷型過流時(shí)自動(dòng)切斷輸出完全保護(hù)需手動(dòng)恢復(fù)保護(hù)性強(qiáng)短路保護(hù)短路檢測監(jiān)測輸出端電壓急劇下降2快速關(guān)斷毫秒級(jí)響應(yīng)切斷輸出自動(dòng)恢復(fù)短路解除后自動(dòng)恢復(fù)或需手動(dòng)重啟溫度保護(hù)溫度監(jiān)測實(shí)時(shí)監(jiān)測關(guān)鍵元件溫度散熱控制溫度上升時(shí)增強(qiáng)散熱功率限制高溫時(shí)自動(dòng)降低輸出功率4熱關(guān)斷達(dá)到危險(xiǎn)溫度時(shí)自動(dòng)關(guān)機(jī)交流穩(wěn)壓電源的應(yīng)用領(lǐng)域電子設(shè)備計(jì)算機(jī)、醫(yī)療設(shè)備、測試儀器1工業(yè)控制生產(chǎn)線、自動(dòng)化設(shè)備、PLC系統(tǒng)2通信系統(tǒng)基站設(shè)備、交換機(jī)、路由器3家用電器電視、冰箱、空調(diào)4電子設(shè)備電源實(shí)驗(yàn)室設(shè)備高精度要求輸出電壓誤差小于0.1%精細(xì)調(diào)節(jié)電壓電流可精確調(diào)整數(shù)據(jù)顯示實(shí)時(shí)顯示電壓電流參數(shù)多重保護(hù)過壓過流過熱全方位保護(hù)工業(yè)控制系統(tǒng)高可靠性長時(shí)間穩(wěn)定工作寬溫工作適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境抗干擾能力抵抗電磁干擾和浪涌冗余設(shè)計(jì)關(guān)鍵系統(tǒng)雙電源備份通信設(shè)備高效率要求效率>90%降低發(fā)熱節(jié)約能耗后備功能電網(wǎng)故障時(shí)電池供電無縫切換自動(dòng)恢復(fù)遠(yuǎn)程監(jiān)控狀態(tài)監(jiān)測遠(yuǎn)程控制故障報(bào)警交流穩(wěn)壓電源的選擇與使用負(fù)載分析確定功率需求和負(fù)載特性環(huán)境考慮溫度、濕度、電磁環(huán)境性能需求精度、可靠性、噪聲要求經(jīng)濟(jì)因素初始成本與長期運(yùn)行成本平衡功率容量選擇足夠功率20%余量30%余量50%余量穩(wěn)壓精度要求普通應(yīng)用±5%精度足夠工業(yè)應(yīng)用±2%精度要求精密應(yīng)用±0.5%高精度環(huán)境因素考慮溫度范圍確定工作環(huán)境溫度范圍散熱條件評(píng)估自然散熱或強(qiáng)制散熱需求濕度防護(hù)高濕環(huán)境需防潮防凝露設(shè)計(jì)電磁環(huán)境考慮電磁干擾和靜電防護(hù)交流穩(wěn)壓電源的維護(hù)與故障排除規(guī)范維護(hù)延長使用壽命及時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)潛在問題快速排障減少停機(jī)時(shí)間日常維護(hù)注意事項(xiàng)1定期清潔清除灰塵保持通風(fēng)良好2接口檢查確保連接牢固無松動(dòng)3參數(shù)監(jiān)測記錄輸出電壓電流變化趨勢4負(fù)載測試定期進(jìn)行額定負(fù)載測試常見故障及處理方法無輸出故障檢查輸入電源和保險(xiǎn)絲輸出電壓不穩(wěn)檢查反饋回路和濾波電容