由于部分電器中含有線圈組件,在通電初期會(huì)產(chǎn)生阻礙電流的渦流,渦流的產(chǎn)生既會(huì)削弱到電器啟動(dòng)時(shí)的瞬時(shí)電壓,導(dǎo)致啟動(dòng)緩慢,又會(huì)加強(qiáng)斷路后產(chǎn)生的瞬時(shí)電壓,可能產(chǎn)生火花損壞電路。此時(shí)便需要一個(gè)穩(wěn)壓器來保護(hù)電路的正常運(yùn)行。
1.穩(wěn)壓原理簡述:根據(jù)實(shí)物測繪的控制板電路圖見圖1,一次主回路圖見圖2,通電工作時(shí)四只繼電器的吸合情況見附表。我們可根據(jù)圖2和附表中記錄的繼電器動(dòng)作規(guī)律分析出穩(wěn)壓原理。開關(guān)S2合向“市電”一側(cè)時(shí),穩(wěn)壓器輸出電壓與市電電壓相同;開關(guān)S2合向“穩(wěn)壓”一側(cè),當(dāng)市電電壓低于167V時(shí),繼電器J1~J3均不吸合,輸入電壓接在變壓器T的143V抽頭上,經(jīng)適當(dāng)延時(shí)后繼電器J4吸合,變壓器T端的電壓通過J3、J4觸點(diǎn)送往輸出端,顯然輸出電壓經(jīng)升壓而得到大幅度提升;當(dāng)輸入電壓達(dá)到或略高于167V時(shí),J2吸合,輸入電壓接到167V抽頭上,這時(shí)輸出電壓也被提升,但幅度比上一種情況要小;當(dāng)輸入電壓在190V左右或略高時(shí),J2、J3吸合,輸入接在167V抽頭上,輸出電壓則從190V端引出,電壓提升二十幾伏;當(dāng)輸入電壓在220V左右時(shí),J1、J2吸合(J2的動(dòng)作對輸出電壓不產(chǎn)生影響),輸入與輸出端經(jīng)J1、J3、J4觸點(diǎn)直接連通;當(dāng)輸入電壓超過220V較多時(shí),J1、J2、J3均吸合,輸入接至220V抽頭,輸出電壓從190V抽頭引出,呈降壓態(tài)勢。J4用于延時(shí)和過電壓保護(hù)。下面分析圖1電路是如何控制四只繼電器按上述規(guī)律動(dòng)作而實(shí)施穩(wěn)壓的。
2.穩(wěn)壓用繼電器動(dòng)作過程:變壓器T的14V抽頭電壓經(jīng)二極管D1~D3整流和C1濾波后給J1~J4四只繼電器線圈供電,由電阻R12和穩(wěn)壓管D9組成的簡單穩(wěn)壓電路為其他電路供電。A1~A4是四運(yùn)放LM324,在這里用作電壓比較器。電阻R17、R18、R19組成的分壓回路,以及R13、R14組成的分壓回路,給比較器A1~A3提供基準(zhǔn)電壓;其值按A3、A2、A1的順序依次增大,因此電位器VR1中間頭送來的取樣電壓高低變化時(shí)(市電輸入電壓加在繼電器J1-COM公共端,經(jīng)D4整流、C3濾波、VR1調(diào)整獲得取樣電壓),會(huì)出現(xiàn)附表所示的繼電器動(dòng)作規(guī)律。比較特殊的是市電輸入為220V左右時(shí),J1吸合,由于R22和D10的反饋?zhàn)饔茫瑢⑹笰3基準(zhǔn)電壓升高,所以J1吸合時(shí)J3釋放。此后如果市電電壓繼續(xù)升高,取樣電壓相應(yīng)升高,仍然會(huì)使J3處于吸合狀態(tài)。 3.開機(jī)保護(hù)電路:平時(shí)工作若S2置于“穩(wěn)壓”一側(cè),由于該穩(wěn)壓器通電前J1~J4均未吸合,通電時(shí)市電直接送入143V抽頭處,變壓器T處于大幅升壓狀態(tài),其14V抽頭電壓會(huì)很高,有可能危及元件安全,為此設(shè)計(jì)了開機(jī)保護(hù)電路。14V端的電壓經(jīng)D5整流,C2濾波,R3、R4分壓,擊穿穩(wěn)壓管D6,電壓送到三極管V1的發(fā)射極;由于R11、C4的充電時(shí)間常數(shù)很大,V1基極在開機(jī)瞬間電壓較低,因此V1導(dǎo)通,抬高了VR1中間頭上的電壓,加到A1~A3的輸入端,J1~J3吸合,從而降低14V端的電壓。之后V1發(fā)射極電壓降低或因D6截止而為0;同時(shí)C4充電電壓逐漸提高,三極管V1截止,繼電器J1~J3進(jìn)入正常的穩(wěn)壓動(dòng)作程序。 4.延時(shí)與過壓保護(hù)電路:當(dāng)三極管V5截止時(shí),穩(wěn)壓管D9輸出的8.2V電壓經(jīng)R27向C9充電(長延時(shí)),或經(jīng)開關(guān)S3及電阻R28充電(短延時(shí)),當(dāng)C9上電壓足以擊穿穩(wěn)壓管D12時(shí),三極管V6、V7導(dǎo)通飽和,繼電器J4動(dòng)作吸合,穩(wěn)壓器輸出端有電。如果J1~J3動(dòng)作異常,或市電錯(cuò)相導(dǎo)致即將送出的電壓過高(J3-COM公共端處),則D7整流、C5濾波,VR2調(diào)整的過壓信號(hào)使A4輸出端變高,三極管V5導(dǎo)通,C9放電最終使J4釋放,輸出端斷電,保護(hù)了設(shè)備。
電信部門的機(jī)電系統(tǒng)是通過現(xiàn)代化電子技術(shù)和設(shè)備來實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)代化管理,它涉及到通訊技術(shù),電子技術(shù),自動(dòng)控制,計(jì)算機(jī)技術(shù)等多門學(xué)科,具有技術(shù)密集型,高科技,高性能等特點(diǎn)。供電是機(jī)電設(shè)備的基礎(chǔ),供電出了問題,會(huì)帶來一系列問題,甚至中斷。所以對UPS提出了嚴(yán)格的要求,相關(guān)部門為了提高供電系統(tǒng)的可靠性,在UPS前面增加了一級參數(shù)穩(wěn)壓器,%D%A穩(wěn)壓器的類型較多,常見的穩(wěn)壓器有:自動(dòng)穩(wěn)壓器,凈化電源交流穩(wěn)壓器,參數(shù)穩(wěn)壓器,NPS型智能穩(wěn)壓電源。現(xiàn)分別介紹如下: %D%A一、自動(dòng)穩(wěn)壓器 %D%A這種穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)簡單,價(jià)格低廉,但可靠性差。因?yàn)樗强刻妓⒌囊苿?dòng)(滑動(dòng)或滾動(dòng))來穩(wěn)壓的,如圖2所示。控制電路根據(jù)輸出設(shè)定的情況,來控制M點(diǎn)上下移動(dòng),以使輸出電壓符合負(fù)載的要求。這種電路的缺點(diǎn)就是可靠性低和動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度慢,不隔離干擾。碳刷在不斷的移動(dòng)中會(huì)慢慢變薄直至損壞,在濕度很大的情況下壽命縮短會(huì)更快。由于是機(jī)械運(yùn)動(dòng),所以動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢,這將會(huì)導(dǎo)致瞬間電壓的突升與突降,損壞后面的設(shè)備。 %D%A比如當(dāng)輸入電壓下降15%,即220V下降到187V時(shí),為了保證輸出仍為220V,M就必須上滑至N點(diǎn),這時(shí)的變化就是220:187=1.18,這時(shí)如果有一個(gè)大型的感性負(fù)載突然下載,造成市電電壓突然產(chǎn)生一個(gè)300V的浪涌,由于M點(diǎn)的機(jī)械惰性而來不及移動(dòng),在輸出端就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)354V的高電壓,輕則使UPS電池放電,重則燒毀UPS輸入電路。反之,如果有一個(gè)大型的感性負(fù)載突然加載,也將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)100V的凹陷,也會(huì)導(dǎo)致UPS的電池放電。 %D%A二、凈化電源交流穩(wěn)壓器 %D%A這種交流穩(wěn)壓器的出現(xiàn)主要是代替原來的電磁補(bǔ)償式614型穩(wěn)壓器。這種穩(wěn)壓器的原理是根據(jù)雙向可控硅導(dǎo)通角度的不同而形成不同的等效電感量,使輸出對輸入的變化進(jìn)行補(bǔ)償原理而進(jìn)行穩(wěn)壓的,原理如圖3所示。 %D%A這種電源的穩(wěn)定度較高,可達(dá)到0.1%,效率也較高,可達(dá)97%,輸出電壓波形失真度較小,可達(dá)到0.2%。這種穩(wěn)壓器的可靠性很高,有隔離干擾的能力。由圖中還可以看出,主電路中沒有功率管,都是電感和電容等無源器件,惟一的一只半導(dǎo)體器件還是可靠性很高的雙向可控硅。但這種電路的缺點(diǎn)是調(diào)節(jié)范圍窄,一般只適應(yīng)額定電網(wǎng)電壓的±10%,功率不容易做大,這顯然無法滿足電信部門的要求,所以一般不在考慮范圍之內(nèi)。 %D%A三、參數(shù)穩(wěn)壓器 %D?、 參數(shù)穩(wěn)壓器的工作原理 %D%A參數(shù)穩(wěn)壓器是早期應(yīng)用比較普遍的穩(wěn)壓器,這是一種根據(jù)鐵磁諧振原理進(jìn)行穩(wěn)壓的電路。它的優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)電路沒有一個(gè)半導(dǎo)體元件,是由變壓器和電容構(gòu)成的電路,所以可靠性比較高,由于參數(shù)穩(wěn)壓器是工作在諧振狀態(tài),所以隔離干擾的能力比較強(qiáng)。圖4示出了參數(shù)穩(wěn)壓器的工作原理。由于該電路用得較多,出現(xiàn)的問題也很多,在這里做一較詳細(xì)地介紹。目的是了解它的優(yōu)缺點(diǎn),以達(dá)到更理性地使用。如圖4為參數(shù)穩(wěn)壓器的電路原理圖,其等效電路是一只電感與一只電容串聯(lián)。%D%A電容的容抗是XC=1/(2fC);電感的電抗是XL=2fL %D%A式中:f-市電頻率,HZ %D?-電容量,F(xiàn) %D%AL-變壓器的電感量,H %D%A由電路可知,UC是電容上的電壓, UL是電感上的電壓, I是通過電阻、電容上的電流,感抗和容抗上的電壓相差位為180,故它們串聯(lián)時(shí)的電壓是相減的關(guān)系,當(dāng)達(dá)到諧振時(shí),UC=UL,此時(shí) XC+XL=O。于是就得出%Dˉ= 〈1〉 %D%A這就是LC串聯(lián)電路的諧振點(diǎn),由上面的分析可以看出3個(gè)問題: %D%A在輸入電壓達(dá)到一定值時(shí),LC串聯(lián)電路中的阻抗達(dá)到最小值,或電流達(dá)到最大值,即變壓器進(jìn)入飽和狀態(tài),此時(shí)變壓器上的電壓基本不變了,輸出進(jìn)入穩(wěn)壓區(qū)。 %D%A在諧振點(diǎn)LC和市電頻率形成一個(gè)固定的關(guān)系,式〈1〉還可以用角頻率表示,即 %D%Aω= 〈2〉 %D%A在諧振點(diǎn)以后,如果輸入電壓繼續(xù)升高,那么升高的部分就全部加到了電容器上。 %D¢、 參數(shù)穩(wěn)壓器優(yōu)點(diǎn): %Da、 參數(shù)穩(wěn)壓器在諧振時(shí)由于是工作在飽和狀態(tài),所以外來的干擾不會(huì)引起飽和電流的變化,于是就將干擾隔離了。 %D?、 由于輸入電壓升高的部分全部加到電容器上,所以允許輸入電壓轉(zhuǎn)換范圍較大。 %D?、由于電路中沒有電子元件,所以可靠性較高。 %D£、 參數(shù)穩(wěn)壓器的缺點(diǎn): %Da、 由于是工作在飽和狀態(tài),所以自身功耗大,效率低。 %D?、 由于是諧振在市電頻率,所以對頻率的變化非常敏感,一旦市電頻率發(fā)生變化,就會(huì)造成停振,一旦停振,其儲(chǔ)存在電感中3倍以上的無功功率就會(huì)瞬間釋放,形成上千伏的高壓脈沖向外傳輸,擊毀其附近的設(shè)備。國內(nèi)某電信部門的多次UPS起火均由它造成。
您好,穩(wěn)壓器是一種能自動(dòng)調(diào)整輸出電壓的供電電路或供電設(shè)備,其作用是將波動(dòng)較大和不合用電器設(shè)備要求的電源電壓穩(wěn)定在它的設(shè)定值范圍內(nèi),使各種電路或電器設(shè)備能在額定 工作電壓下正常工作。
穩(wěn)壓器工作原理 :
穩(wěn)壓器由調(diào)壓電路、控制電路、及伺服電機(jī)等組成,當(dāng)輸入電壓或負(fù)載變化時(shí),控制電路進(jìn)行取樣、比較、放大,然后驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),使調(diào)壓器碳刷的位置改變,通過自動(dòng) 調(diào)整線圈匝數(shù)比,從而保持輸出電壓的穩(wěn)定。容量較大的穩(wěn)壓器,還采用電壓補(bǔ)償?shù)脑砉ぷ鳌?/h3>
穩(wěn)壓器有以下幾部分組成:1、調(diào)整電路;2、取樣電路;3、取樣放大;4、基準(zhǔn)電路;
穩(wěn)壓過程:設(shè)輸出電壓已達(dá)到預(yù)設(shè)電壓。當(dāng)輸出電壓變化時(shí),取樣電路取得樣本經(jīng)取樣放大與基準(zhǔn)電路比較判斷輸出電壓是向高了變化還是向低了變化,并判斷變化量,由此控制調(diào)整電路工作,促使調(diào)整電路調(diào)整輸出電壓向低或高變化,直到輸出達(dá)到預(yù)設(shè)電壓。