《交流稳压电源B》课件

交流稳压电源B专业交流稳压电源技术详解课程概述学习目标掌握交流稳压电源的基本原理核心内容电路分析与设计方法实践环节交流稳压电源的定义基本概念将不稳定交流电转换为稳定电压的电源设备主要功能抑制电网波动影响，输出恒定电压工作特点自动调节输出电压，保持负载电压稳定交流稳压电源的重要性保障设备安全防止电压波动损坏设备提高设备性能确保系统正常稳定运行延长设备寿命减少电压波动对设备的损耗交流稳压电源的基本组成电源变压器调整输入电压至适当水平整流电路将交流电转换为脉动直流滤波电路消除脉动，平滑输出稳压电路维持恒定输出电压电源变压器的作用电压变换调整电网电压至适合电路工作1电气隔离提供输入输出之间的安全隔离2阻抗匹配优化电源与负载间的功率传输3保护作用防止电网异常直接传递至用电设备4整流电路的功能交变转直流将交流电转变为单向流动的电流波形转换生成脉动直流电压波形能量转换保留输入能量用于后续处理滤波电路的原理平滑脉动减小整流后的电压波动储能放电利用储能元件补偿电压低谷纹波抑制降低输出电压中的交流分量稳压电路的作用±1%电压精度维持输出电压在允许范围内99.9%稳定性抵消负载和温度变化影响<5%纹波系数进一步降低剩余交流分量交流稳压电源的分类按输出类型交流稳压、直流稳压1按连接方式串联型、并联型2按工作状态线性、开关型3按电路类型离散元件、集成模块4按输出电源类型分类交流稳压电源输出稳定交流电压适用于交流电机照明系统大功率设备直流稳压电源输出稳定直流电压电子线路供电通信设备精密仪器按调整管与负载连接方式分类1串联型调整管与负载串联高稳定性，效率较低2并联型调整管与负载并联可靠性高，适合大电流3复合型串并联组合使用结合两者优点按调整管工作状态分类线性稳压器工作在放大区低噪声效率低开关稳压器工作在开关状态高效率噪声大磁放大器利用磁饱和特性可靠性高体积大按电路类型分类离散元件电路由分立电子元件组成，灵活度高集成稳压电路采用集成电路技术，体积小，可靠性高混合式电路集成电路与分立元件结合使用交流稳压电源的主要技术指标稳压系数输入电压变化(%)输出电压变化(%)电压调整率概念定义输出电压相对额定值的最大偏差百分比测量方法在额定负载下测量最高和最低输出电压计算公式δV=(Vmax-Vmin)/Vnom×100%输出电阻测量工具精密电阻测量仪等效电路理想电源串联等效电阻电阻计算电压变化除以电流变化电流调整率负载电流(%)输出电压变化(%)单相半波整流电路基本结构仅由一个二极管组成电路简单成本低效率低工作原理仅导通交流电的正半周输出波形为脉动直流频率同输入频率纹波系数大单相全波整流电路中心抽头变压器二次侧有中心抽头双二极管两个二极管交替导通全波输出正负半周均有输出纹波频率高输出纹波频率为输入频率的两倍单相桥式整流电路四个二极管组成桥式结构普通变压器无需中心抽头全波整流正负半周均转换为直流高效率变压器利用率高电容滤波电路原理工作原理利用电容充放电特性平滑脉动主要特点电路简单，成本低，适用于小电流负载纹波特性负载电流越大，纹波电压越大电感滤波电路原理基本原理利用电感阻碍电流变化特性电流滤波使电流平滑连续流动适用场景大电流负载滤波LC滤波电路原理1最佳性能纹波系数最小2π型结构输入输出各一个电容，中间为电感3双重滤波电容平滑电压，电感平滑电流串联型稳压电路采样比较检测输出电压与参考电压差值误差放大放大电压差产生控制信号调整管控制改变串联晶体管导通程度并联型稳压电路电压检测监测输出电压变化分流控制调整分流电流大小电流平衡维持负载电流恒定开关型稳压电路高效率调整管工作在开关状态脉宽调制通过调整导通时间控制输出体积小高频工作，储能元件体积小集成稳压器的应用固定三端稳压器1234简单结构只有输入、输出、接地三个引脚固定输出输出电压固定不可调内部保护具备过流和过热保护功能应用广泛5V、9V、12V等多种规格可调三端稳压器基本特性输出电压可调简单易用稳定可靠典型应用可调电源电池充电器线性稳压电路调节方式外接电阻分压电位器调节恒流或恒压模式交流稳压电源的工作原理输入处理变压、整流、滤波电压检测检测输出电压变化反馈控制产生调整信号输出调整调整输出电压稳定电源变压器工作原理整流电路工作原理单向导通二极管单向导通特性波形转换交流转换为单向脉动电压能量传递将输入能量传递给负载滤波电路工作原理1电容储能电压高时充电2电容放电电压低时放电3电感阻流阻碍电流突变4波形平滑输出平滑直流电压稳压电路工作原理电压基准提供稳定参考电压比较反馈输出与基准比较电压调整自动调节输出电压交流稳压电源的设计考虑因素电气参数输入范围、输出精度、负载能力物理要求体积、散热、噪声控制保护功能过压、过流、短路、过温保护成本控制元器件选择、生产工艺优化输入电压范围±25%工业标准适应电网波动范围±15%商用标准普通商业环境使用±10%家用标准居民用电环境使用输出电压精度负载能力额定电流持续稳定供电电流峰值电流短时间过载能力动态响应负载变化时的响应速度3负载调整率负载变化引起的电压变化效率和功耗节能环保减少能源浪费发热控制降低散热需求运行成本减少电力支出保护电路设计设备安全防止电源损坏负载保护防止异常电压损坏负载人身安全防止电击和火灾危险过压保护电压监测实时监测输出电压值2触发控制超过阈值触发保护3保护动作切断输出或限制电压过流保护电流限制型限制输出电流最大值自动恢复持续工作简单可靠自动关断型过流时自动切断输出完全保护需手动恢复保护性强短路保护短路检测监测输出端电压急剧下降2快速关断毫秒级响应切断输出自动恢复短路解除后自动恢复或需手动重启温度保护温度监测实时监测关键元件温度散热控制温度上升时增强散热功率限制高温时自动降低输出功率4热关断达到危险温度时自动关机交流稳压电源的应用领域电子设备计算机、医疗设备、测试仪器1工业控制生产线、自动化设备、PLC系统2通信系统基站设备、交换机、路由器3家用电器电视、冰箱、空调4电子设备电源实验室设备高精度要求输出电压误差小于0.1%精细调节电压电流可精确调整数据显示实时显示电压电流参数多重保护过压过流过热全方位保护工业控制系统高可靠性长时间稳定工作宽温工作适应恶劣工业环境抗干扰能力抵抗电磁干扰和浪涌冗余设计关键系统双电源备份通信设备高效率要求效率>90%降低发热节约能耗后备功能电网故障时电池供电无缝切换自动恢复远程监控状态监测远程控制故障报警交流稳压电源的选择与使用负载分析确定功率需求和负载特性环境考虑温度、湿度、电磁环境性能需求精度、可靠性、噪声要求经济因素初始成本与长期运行成本平衡功率容量选择足够功率20%余量30%余量50%余量稳压精度要求普通应用±5%精度足够工业应用±2%精度要求精密应用±0.5%高精度环境因素考虑温度范围确定工作环境温度范围散热条件评估自然散热或强制散热需求湿度防护高湿环境需防潮防凝露设计电磁环境考虑电磁干扰和静电防护交流稳压电源的维护与故障排除规范维护延长使用寿命及时检查发现潜在问题快速排障减少停机时间日常维护注意事项1定期清洁清除灰尘保持通风良好2接口检查确保连接牢固无松动3参数监测记录输出电压电流变化趋势4负载测试定期进行额定负载测试常见故障及处理方法无输出故障检查输入电源和保险丝输出电压不稳检查反馈回路和滤波电容