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稳压器

2018-08-21 10:01:38     所属分类:电子元件
一个LM7812三端稳压器芯片,用于产生12伏特稳定电压

稳压器电压调节器英语:voltage stabilizervoltage regulator),是指电子工程中自动维持恒定电压的装置。一个稳压器可能是简单的“前馈”设计或者可能包含负反馈控制回路。稳压器还可能使用了机电机制或电子模块。根据不同的设计,稳压器可以分为直流稳压和交流稳压。

稳压器可以在电源变化或是负载电流变化时,提供恒定的电压[1]。稳压器常在电源供应系统中使用,与整流器、电子滤波器等配合工作,提供稳定输出的电压,例如微处理器和其他元件所需的工作电压[2]。在交流发电机乃至发电厂的大型发电机中,稳压器控制着输出电压的稳定性。在一个分布式配电系统中,稳压器可能会安装在一个子电站或者沿着导线延伸的方向上,以保证用户无论功率高低都能得到稳定的电压。

目录

  • 1 稳压器的性能参数
  • 2 电子型稳压器
  • 3 机电型稳压器
  • 4 自动稳压器
  • 5 相关条目
  • 6 参考资料
  • 7 外部链接

稳压器的性能参数

稳压器的输出电压只是近似定值,仍会有一些变动。稳压器的性能主要可以用以下二种量测值表示:

  • 负载调节率英语Load regulation:是在负载电流变化时,输出电压变化的程度[3](例如:一般是15mV,若负载电流在5mA到1.4A之间,特定温度及输入电压下,输出电压变化最大不超过100mV)。
  • 线调节率英语Line regulation或是输入调节率是当输入电压变化时,输出电压变化的程度[4],会表示为输入电压变化的比例(例如:一般为13 mV/V)或在一定输入电压范围内,输出电压的变化(在输入电压在90V至260V、50-60 Hz时,输出电压的变化在正负2%以内)。

电子型稳压器

简单的稳压电路可以将电阻和二极管串联而得,因为二极管的电压-电流曲线是呈对数曲线,在输入电流变化时,二极管上的电压只会有微幅的变化,适用在考虑成本,电压精确度及效率不是考量重点的应用。

有回授的稳压器会先比较实际电压和固定的参考电压,误差值放大后送到稳压元件,设法调整输出使误差值变小。这样就形成了负回授控制回路。增加开回路增益可以提高电压控制精准度,但会降低其稳定性,比较容易因为步阶的变化出现振荡或是振铃,在稳定性及对变化的响应速度间需有取舍。若输出电压可能会因为输入电压下降或是负载电流增加而下降,一般会建议增加稳压元件,以产生较高的电压,其方式可能是将输入电压略降低一点之后再输出(线性稳压器或降压开关电源)或是较长周期由输入侧抽电流(升压开关电源)。若输出电压太高,一般会使檼压元件输出较低的电压。许多稳压器都有过电流保护,因此若输出电流太高时,会自动停止供应电流,若输入电压超过一定范围以外,有些稳压器也会自动停止工作。

机电型稳压器

在机电型稳压器中,会利用感测信号产生电磁铁来进行稳压。用电流产生的磁场吸引一个铁芯,材料另一端有弹簧,或是靠材料所受的重力和电磁力平衡。当电压上升时,电流也随之增加,电磁铁会吸引铁芯,铁芯连接的机械开关会断路,使电压下降。当电压下降时,电流也随之减少,铁芯会因弹簧或是重力回到原来位置,机械开关会闭合,使电压上升。

若机械型的稳压器设计对小的电压变动太敏感,可以用螺线管来移动开关,另一端是不同阻值的电阻,或是移动变压器的绕阻,来慢慢的调整电压,或是调整移动线圈交流稳压器的位置。

机电型稳压器常用在主电源的交流稳压器。

自动稳压器

发电机的稳压器

为了控制发电机的输出(例如在船舶、发电厂、石油钻机或紧急供电系统中的应用),会使用自动稳压器(英语:automatic voltage regulators,简称AVR)。自动稳压器属于主动式系统,其动作原理和一般稳压器相同,但系统较复杂。自动稳压器中包括二极管、电容、电阻及电位器,甚至还包括微控制器,全部都放在一片电路板上。一般会安装在发电机附近,连接一些线路以量测及调整发电机的输出。

相关条目

  • 电流源
  • 直流-直流转换器
  • 电压调节模组
  • 线性电压调节器
  • 低压降稳压器(LDO)

参考资料

  1. ^ 飞碟UPS. Ftups.com.tw. [2014-07-29]. 
  2. ^ LT1528 - 微处理器应用的3A低压差稳压器. Linear.com.cn. [2014-07-28]. 
  3. ^ 什么是负载调整率与电源调整率. Autooo.net. 2013-07-22 [2014-07-29]. (原始内容存档于2015-04-26). 
  4. ^ 电子工程术语定义:线性调节. Maximintegrated.com. [2014-07-29]. 

外部链接

  • EMRI - Universal Voltage Regulators(英文)
  • Designing Regulated Power Supplies[失效链接](英文)
  • Electrostatic Precipitator Knowledge Base(英文)

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