稳压电源的工作原理

电压调节器是一种稳定输出电压的装置。稳压器由稳压恒压、控制电路和伺服电机组成。当输入电压或负载发生变化时，控制电路进行采样、比较、放大，然后驱动伺服电机转动，使调压器的碳刷位置发生变化。通过自动调节线圈匝数比，输出电压保持稳定。适用范围:该稳压器可广泛应用于工矿企业、油田、铁路、建筑工地、学校、医院、邮电、宾馆、科研等部门，精密机床、CT、精密仪器、测试设备、电梯照明、进口设备、生产线等需要稳定供电电压的场所。也适用于供电电压过低或过高、波动范围大的低压配电网末端用户，以及负荷波动较大的用电设备，尤其适用于所有对电网波形要求较高的场所。大功率补偿型功率稳定器可与火电、水电、小型发电机连接。作用:稳压器是一种能自动调节输出电压的电源电路或设备。其作用是将波动较大、不能满足用电设备要求的电源电压稳定在其设定值范围内，使各种电路或用电设备能在额定工作电压下正常工作。首先，功率调节器通过继电器的跳变来稳定电压。当电网电压波动时，功率调节器的自动校正电路启动，使内部继电器动作。迫使输出电压停留在设定值附近，这种电路的优点是电路简单，缺点是稳压精度低。继电器每跳一次，换挡一次，电源就会瞬间中断，产生火花干扰。这就大大干扰了电脑设备的读写工作，容易造成电脑错误信号。严重的情况下会损坏硬盘。优质小型调压器多采用电机拖动碳刷的方式稳压，对电气设备干扰小，稳压精度相对较高。

工频交流电源经过变压器降压、 整流、滤波后成为一稳定的直流电。图中其余部分是起电压调节，实现稳压作用的控制部分。电源接上负载后，通过采样电路获得输出电压，将此输出电压和基准电压进行比较。如果输出电压小于基准电压，则将误差值经过放大电路放大后送入调节器的输入端，通过调节器调节使输出电压增加，直到和基准值相等；如果输出电压大于基准电压，则通过调节器使输出减小。

稳压器电路由=l2V电源电路、电压检测控制电路、过电压保护组成，如图5-51所示l2V电源电路由调压变压器T的W4、W5绕组和整流二极管VDl-VD4、滤波电容器Cl、C2组成。电压检测控制电路由电阻器R-R7、电位器RPl、Rm、稳压二极管VS、电容器C3、C4和运算放大器集成电路IC(Nl-N3)组成。过电压保护电路由IC内部的N3、晶体管V3、电阻器Rl2和继电器K组成。自动调压电路由电阻器R8-Rll、晶体管Vl、V2、直流电动机M、滑动触头和T的Wl-W3绕组组成。将交流稳压器的输大端与市电相接后，在T的W4、W5绕组上产生了感应电压。该电压经VDl-VD4整流及Cl、C2滤波后，为IC和Vl、V2等提供 士l2V不稳定工作电压。+l2V电压还有其他作用。经Rl-R3分压、VS稳压后，分别为Nl-N3的反相输入端提供基准电压;为过电压保护电路申的K和V3提供工作电源;经R4、RP2、R6分压后，为Nl和N2的正相输入端提供检测电压;经R7、RPl、R5分压后，为N3的正相输入端提供检测电压。

Nl-N3将正相输大端的检测电压与反相输大端的基准电压进行比较，用产生的误差电压去控制自动调压电路。

当市电电压正常时，Nl和N2的输出端电压为OV，Vl和V2均处于截止状态，电动机M不工作。

当市电电压偏低时，Nl和N2输出低电平，使V2导通，Vl截止，M逆时针旋转，通过滑壁臂驱动滑动触头移动，与T相应的电压抽头接触 (T的Wl、W2绕组共设置了21个电压抽头，每一档的电压调节范围为5V)，通过T的W2绕组来提升输出电压。当输出交流电压升至220V时，V2截止，M停转。当市电电压偏高时，Nl和N2均输出高电平，使Vl导通，V2截止，M顺时针旋转，通过滑臂驱动滑动触头移动，与T相应的电压抽头接触，通过T的Wl绕组来降低输出电压。当输出交流电压降至220V时，Vl截止，M停转。当市电电压偏高超过260V时，N3因正相输入端电压高于反相输入端电压而输出低电平，使V3截止，，K释放，其常闭触头接通交流电压的输出回路。当市电电压为160-260V时，N3因正相输入端电压低于反相输入端电压而输出高电平，使V3导通，K吸合，其常闭触头断开，从而保证负载(用电器)不会因过电压而损坏。

稳压器：它是一种能自动调整输出电压的供电电路或供电设备，其作用是将波动较大和不合用电器设备要求的电源电压稳定在它的设定值范围内，使各种电路或电器设备能在额定工作电压下正常工作。 稳压器有：大型的几十至几千千瓦的交流稳压器，是供给大型实验与工业、医疗设备的工作电源。也有小型的几瓦到几千瓦的交流稳压器，是为小型实验室或家庭电器提供高质量电源， 最初的电力稳压器是靠继电器的跳动稳定电压的。当电网电压出现波动时，电力稳压器的自动纠正电路启动，使内部继电器动作。迫使输出电压保持在设定值附近，这种电路优点是电路简单，缺点是稳压精度不高并且每一次继电器跳动换挡，都会使供电电源发生一次瞬时的中断并产生火花干扰。 这对电脑设备的读写工作干扰很大，容易造成电脑出现错误信号，严重时还会使硬盘损坏。 现在高质量的小型稳压器，大多采用电机拖动碳刷的方法稳定电压，这种稳压器对电器设备产生的干扰很小稳压精度相对较高。

工作原理

由于部分电器中含有线圈组件，在通电初期会产生阻碍电流的涡流，涡流的产生既会削弱到电器启动时的瞬时电压，导致启动缓慢，又会加强断路后产生的瞬时电压，可能产生火花损坏电路。此时便需要一个稳压器来保护电路的正常运行。 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。容量较大的稳压器，还采用电压补偿的原理工作。

作用

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未端用户电压的过低，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，独如一颗不定时炸弹。市电系统作为公共电网，上面连接了成千上万各种各样的负载，其中一些较大的感性、容性、开关电源等负载不仅从电网中获得电能，还会反过来对电网本身造成影响，恶化电网或局部电网的供电品质，造成市电电压波形畸变或频率漂移。另外意外的自然和人为事故，如地震、雷击、输变电系统断路或短路，都会危害电力的正常供应，从而影响负载的正常工作。 不稳定的电压会使设备造成致命伤害或误动键郑作，影响生产，造成交货期延误、品质不稳握谨定等多方面损失。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。 根据电力专家的测试，电网中经常发生并且对电脑和精密仪器产生干扰或破坏的问题主要有以下几种： 1、电涌（power surges）：指输出电压有效值高于额定值110%，而且持续时间达一个或数个周期。电涌主要是由于在电网上连接的大型电气设备关机时，电网因突然卸载而产生的高压。 2、高压尖脉冲（high voltage spikes）：指峰值达6000v，持续时间从万分之一秒至二分之一周期（10ms）的电压。这主要由于雷击、电弧放电、静态放电或大型电气设备的开关操作而产生。 3、暂态过电压（switching transients）：指峰值电压高达 20000V，但持续时间界于百万分之一秒至万分之一秒的脉冲电压。其主要原因及可能造成的破坏类似于高压尖脉冲，只是在解决方法上会有区别。 4、电压下陷(power sags）：指市电电压有效值介于额定值的80%至85%之间的低压状态，并且持续时间达一个到数个周期。大型设备开机，大型电动机启动，或大型电力变压器接入都可能造成这种问题。 5、电线噪声（electrical line noise）：系指射频干扰(RFI)和电磁干扰（EFI）以及其它各种高频干扰。马达的运行、继电器的动作、马达控制器的工作稿皮颂、广播发射、微波辐射、以及电气风暴等，都会引起线噪声干扰。 6、频率偏移（frequency variation）：系指市电频率的变化超过3Hz以上。这主要由应急发电机的不稳定运行，或由频率不稳定的电源供电所致。 所以使用稳压器，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来说是必不可少的。

主要技术参数

项目单相三相（三相四线制，分调式） 稳压器输入电压范围 160V～250V 相电压为160V ～ 250V 线电压为280V ～ 430V 稳压器输出电压 220V或110V 相电压220V线电压380V 稳压器过电压保护值 246V±4V 相电压246V±4V（以相电压为准） 线电压426V 稳压器稳 压 精 度 ±3% A.稳压器有一个输入电压适应范围。IEC标准为输入电压在额定值的±10范围内变化.超出范围即自动声光报警且不能使输出电压稳定在要求范围内. B.输出电压调整率,是输入电压的变化而引起输出量变化的效应o当负载为额定值时o将输入电压按源电压范围由额定值向上调到上限值和往下限值,测量输出电压的最大变化量(±)。此值越小越好o是衡量交流稳压器性能的重要指标。 C.负载调整率:是负载的变化引起输出量变化的效应。改变负载电流大小o测量输出电压的变化量(±)。此值越小越好o也是衡量交流稳压器性能的重要指标。 D.输出电压相对谐波含量(亦称输出电压失真度), 通常用THD表示,是谐波含量的总有效值与基波有效值之比o当负载为额定值p输入电压失真度满足基准条件时(一般应小于3)o在输入电压为最低值p额定值和最高值时测量输出电压失真度o取其最大者.此值越小越好. E.效率:是输出的有功功率P0与输入的有功功率Pi之比(百分数)o F.负载功率因素 稳压器容量都用伏安(VA)或千伏安(KVA)值表示o是负载中除纯电阻性负载外o还有感性和容性负载o即负载中除有功功率外o还有无功功率。这个指针反映了交流稳压电源带感性及容性负载的能力。 一般交流稳压电源,负载功率因素cosφ为0.8o当产品为1KW时o输出的有功功率(即带阻性负载的能力)最大为800W.如果产品用1KW表示时(cosφ仍为0.8)o可输出有功功率1KWo这时可输出的功率S=1000/0.8=1250VA。负载功率因素数值较小时o表示电源设备适应电抗性负载的能力较强。 G.交流稳压器的参数还有输出功率p输入频率p源频率效应p随机偏差(时间漂移)p空载输入功率p源功率因素(此值与负载功率因素不同o希望越大越好o最大为1)p源电流相对谐波含量p音频噪声等项o三相交流稳压电源o还有三相输出电压不平衡度等o这些指针的定义及测试方法可参考有关标准。