1. 精密直流稳压电源
1955年美国的科学家罗那(G.H.Royer)首先研制成功了利用磁芯的饱和来进行自激振荡的晶体管直流变换器。此后,利用这一技术的各种形式、精益求精的直流变换器不断涌现,从而取代了早期采用的寿命短、可靠性差、转换效率低的旋转和机械振子示换流设备。由于晶体管直流变换器中的功率晶体管工作在开关状态,由此而制成的稳压电源输出的组数多、极性可变、效率高、体积小、重量轻,因而当时被广泛地应用于航天及军事电子设备。由于那时的微电子设备及技术十分落后,不能制作出耐压高、开关速度较高、功率较大的晶体管,所以这个时期的直流变换器只能采用低电压输入,并且转换的速度也不是太高。
60年代开始,由于微电子技术的快速发展,出现了高反压的晶体管,从此直流变换器就可以直接由市电经整流、滤波后输入,不再需要工频变压器降压了,从而极大地扩大了它的应用范围,并在此基础上诞生了无工频降压变压器的开关电源。省掉了工频变压器,又使开关稳压电源的体积和重量大为减小,开关稳压电源才真正做到了效率高、体积小、重量轻。
70年代以后,与这种技术有关的高频,高反压的功率晶体管、高频电容、开关二极管、开关变压器的铁芯等元件也不断地研制和生产出来,使无工频变压器开关稳压电源得到了飞速的发展,并且被广泛地应用于电子计算机、通信、航天、彩色电视机等领域,从而使无工频变压器开关稳压电源成为各种电源的佼佼者。
使用稳压电源的必要性
随着社会飞速前进,用电设备与日俱增。但电力输配设施的老化和发展滞后,以及设计不良和供电不足等原因造成末端用户电压的过低,而线头用户则经常电压偏高。对用电设备特别是对电压要求严格的高新科技和精密设备,犹如没有上保险。
不稳定的电压会给设备造成致命伤害或误动作,影响生产,造成交货期延误、质量不稳定等多方面损失。同时加速设备的老化、影响使用寿命甚至烧毁配件,使业主面临需要维修的困扰或短期内就要更新设备,浪费资源;严重者甚至发生安全事故,造成不可估量的损失。 [1] [2]
2. 高精度直流稳压电源电路
直流稳压电源的组成
直流稳压电源主要由四部分组成:电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。
1.电源变压器
电源变压器是一种软磁电磁元件,功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离,在电源技术中和电力电子技术中得到广泛的应用。
2.整流电路
“整流电路”(rectifying circuit)是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后,主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间,用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。
整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电,这就是交流电的整流过程,整流电路主要由整流二极管组成。经过整流电路之后的电压已经不是交流电压,而是一种含有直流电压和交流电压的混合电压。习惯上称单向脉动性直流电压。
3.滤波电路
滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波,一般由电抗元件组成,如在负载电阻两端并联电容器C,或与负载串联电感器L,以及由电容,电感组成而成的各种复式滤波电路。
4.稳压电路
稳压电路是指在输入电压、负载、环境温度、电路参数等发生变化时仍能保持输出电压恒定的电路。这种电路能提供稳定的直流电源,广为各种电子设备所采用。
3. 精密直流稳压电源原理
、交流参数稳压电源又称恒压变压器(Constant Voltage Transfomes)简称为CVT。
2、恒压变压器和普通变压器的主要区别:
① 功能上,虽它是一个铁芯原边、副边两绕组分开,但它不遵循输入和输出电压与原边、副边绕组匝数比例关系,而输出电压不随输入电压变化而保持恒定。
② 恒压变压器磁分路铁芯各段有饱和区和不饱和区。
③ 具有升压谐振的并联电容和补偿绕组。
3、技术参数的主要特点
①结构简单,无控制部件,仅由二个单体元件构成。
②简单的结构,可靠性高,平均无故障工作时间是各种交流稳压电源中最高的。
③电压稳定度高,稳压范围宽,从源电压效应看出,当输入电压变化±20%时,输出电压变化±1.5%,当输入电压变化±30%,输出电压变化±3.5%,若适当选择额定输出负载与实际负荷量比例,可以将稳压范围扩展到最佳状态,所以它特别适用于电网电压波动大的地区。
4、抗干扰性能:CVT是稳压、隔离、变压三位一体的变压器,输入和输出完全隔离,对电网的脉冲干扰信号具有良好的双向抑制和衰减作用,同时对电网的浪涌冲击,瞬时骤变,瞬间闪变,静电落雷等干扰都有良好的抗干扰能力。
5、反应时间快,在40ms以内。
6、过载自动保护
当输出功率超过额定值时,输出电压自动下降,保证用电设备安全,即使输出负载短路,也不致损坏,负载短路解除后会自动恢复输出电压;带负载开机或电网断后再复电,输出不会产生过电压,如有两倍电网电压(440V)短时冲击,输出也不会产生过电压冲击,从而确保用户设备的安全运行。
7、波形失真小。由其结构的特点,使其输出波形极佳,总谐波失真切〈5%,特别失真度不受输入失真的影响,即使输入电压方波,输出电压也为正弦波形或者说有“净化”作用。
三、抑制电网电压谐波的作用,对2KVA、3KVA、5KVA单相CVT进行抑制电压谐波的测量,结果在(1)(2)中。
4. 精密直流稳压电源的设计
给出了一种利用三端可调式稳压器LM338K实现输出电压为0~18V可调的直流稳压电源电路。电压补偿电路的设计弥补了LM338K不能从0V起调的问题。经实际测试,该电路输出电压稳定,输出电流大,带负载能力强。电路结构简单,可在电子设计及控制领域中广泛使用。
5. 求精直流稳压电源
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6. 精密直流稳压电源电路
直流稳压电源的故障及排除方法:
第一种:电源没有输出电压,显示器上的电压电流不显示;
故障排除方法是:
1.检查DC电源稳压电源开关是否接通;
2.用万用表检测端子输入电压是否正常;
3.输入电源与输入接线的连接是否可靠。
第二种:DC电源可以正常启动,显示正常,输入正常,但没有输出电压,有时输出电压低;
该DC电源的故障排除方法:
1.DC电源负载是否过载或短路;
2.DC输出端子和连接线接触有问题吗?
3.检查输入电压是否过高或过低,电流调节电位器是否调节到合适的位置。
7. 精密直流稳压电源接线图
稳压器,引脚朝下,字符面对自己,从左到右依次是进 地 出;稳定输出是8伏,加散热片后最大稳定电流是1.5安,进线电压大于10伏以上,低于35伏,想扩流可以并联7808,也可以加NPN的大功率三极管,C极接电源正极,B极接7808的出,E极接0.2Ω 5W电阻后接7808电阻后面,7808也接同样规格电阻,接一起就可以了。
8. 精密直流稳压电源的作用
直流稳压电源 主要用来在研究单位、实验室作为可调电源或是生产线上作为产品寿命试验的固定电源,它是最好的选择,它具有完善的保护线路,更能满足使用者简单、方便的使用需求。与开关电源相比,它具有精度高,纹波小,无高频辐射干扰,适用场合广等优点。 一般直流稳压电源可供电容器、继电器、电阻器等元器件作老练、测试使用,也可作为热敏电阻、电机等电子元件实验测试使用。具有超高的准确性、高精确度、高稳定性等优良的电子特性。 UTP3700系列直流稳压电源是实验室通用电源,I、II二路具有恒压、横流功能(CV/CC)具这两种模式可随负载变化而进行自动转换。具有串连主从工作功能,I路为主路,II路为从路,在跟踪状态下,从路的输出电压随主路的变化而变化,这对于需要对称且可调双极性电源的场合特别适用。I、II二路每一路均为可输出0-32V,0-2A/3A/5A/的单极性或0-±32V、0-2A/3A/5A/的双级性电源。每一路输出均有数字显示指示输出参数,使用方便,能有效防止误操作造成仪器损坏。 III路为固定5V、0-2A直流电源,供TTL电路实验,单板机、单片机电源,安全可靠。UTP3700系列造型新颖美观、结构设计合理,具有高稳定性、高可靠性、优良的性能、低廉的价格。适用于生产、科研、实验、教学等领域。