西門子S7-300CPU模塊中央處理器         西門子S7-300CPU模塊中央處理器

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• 穩(wěn)壓直流電源具有電子控制電路，可以維持輸出直流電壓在一個特定的值，盡可能波動。特定功能區(qū)域可以電子補償例如輸入電壓變化或者輸出端負荷變化的影響。

  穩(wěn)壓直流電源輸出電壓的紋波處于毫伏級，且主要取決于輸出端的負荷。

  穩(wěn)壓直流電源的設(shè)計可以采用不同的工作原理。常見的電路類型有：

• 線性穩(wěn)壓電源
• 磁穩(wěn)壓器
• 次級脈沖開關(guān)式電源
• 初級脈沖開關(guān)式電源

• 適用于特定應(yīng)用實例的理將主要地取決于應(yīng)用。其目標為特定負荷產(chǎn)后直流供電電壓，且成本盡可能地低，度盡可能地高。

  進行同相位調(diào)節(jié)的電源

  

  方框圖 進行同相位調(diào)節(jié)的變壓器

  帶有同相位調(diào)節(jié)的變壓器按常規(guī)原理運行。其供電采用交流供電供電（單相、兩相或者三相供電）。

  使用變壓器進行轉(zhuǎn)換，以所需次級電壓。

  經(jīng)整流和濾波的二次側(cè)電壓在整流階段轉(zhuǎn)換為輸出的電壓。區(qū)包括一個末控制元件和一個控制放大器。輸出電壓和過濾電容處的非電壓之間的差值轉(zhuǎn)變成了末控制元件的熱損。此處，末控制元件的功能就像一個快速可調(diào)電阻。無論哪種情況所的熱損，都是由末控制元件上的輸出電流和壓降所產(chǎn)生。

  該適應(yīng)性*。即使沒有其他，也可提供幾個輸出電壓。在多輸出的情況下，單個二次側(cè)電路一般分別由輸入變壓器的二次側(cè)繞組產(chǎn)生。某些應(yīng)用，僅能根據(jù)該電路原理解決。尤其是需要具備高調(diào)節(jié)精度、小殘余紋波和快補償時間的情況。

  然而，其效率比較低，重量和體積也很大。因此，帶同相位調(diào)節(jié)的變壓器只是一種較低特定功率下的經(jīng)濟替代方案。

  優(yōu)點：

• 電路原理簡單、可靠
• 具備良好直至的控制特性
• 快速補償時間

• 缺點：

• 因帶有 50 Hz 變壓器，重量相對較高，體積較大
• 效率低，散熱存在問題
• 存儲時間低

• 電磁式穩(wěn)壓器

  

  磁器的方框圖

  完整的變壓器包括兩個部分。所謂的“鐵共振器”和一個串聯(lián)式輔助調(diào)節(jié)器。由于氣隙，電磁式穩(wěn)壓器的輸入線圈和振蕩線圈的去耦作用電磁式穩(wěn)壓器可以提供性能良好的交流電壓。它利用了整流和濾波。變壓器自身工作于飽和區(qū)域。

  鐵磁諧振器常常帶有一個在下游連接的同相位調(diào)節(jié)變壓器以控制精度。下游還常常連接次級脈沖開關(guān)式調(diào)節(jié)器。

  磁穩(wěn)壓器技術(shù)可靠且堅固耐用，但其也是大容量、笨重且相對較貴。

  優(yōu)點：

• 良好到優(yōu)異控制特性，并在下游位置連接可進行同相位調(diào)節(jié)的變壓器
• 效率比只帶同相位調(diào)節(jié)的變壓器顯著

• 缺點：

• 鐵共振器的性能取決于
• 電源因帶有磁性部件體積和重量都較大

• 次級脈沖開關(guān)式電源：

  

  次級脈沖式開關(guān)電源的方框圖

  這里，采用 50 Hz 變壓器，實現(xiàn)與供電設(shè)施的隔離。經(jīng)整流和濾波后，通過位于濾波和存儲回路之間的開關(guān)管上流經(jīng)的脈沖將電能以開關(guān)送至輸出端。由于輸入側(cè)的變壓器可作為一個很好的濾波器，線路的污染很低。
  該電路的效率*。

  對于具備大量輸出，且輸出電壓各不相同的電源，該設(shè)計具有許多優(yōu)點。

  然而為了保護連接的負載，必須非常小心，在開關(guān)晶體管損壞的情況下，濾波電容器的*非穩(wěn)壓的直流電壓將適用于輸出。不過在線性穩(wěn)壓電源中，這種危險依然存在。

  優(yōu)點：

• 設(shè)計簡單，效率高
• 使用多個次級線圈，可以方便地實現(xiàn)多個彼此之間相互電氣隔離的輸出
• 與初級脈沖式開關(guān)電源相比，問題更少

• 缺點：

• 采用 50 Hz 變壓器，電源體積相對較大，重量較重
• 輸出紋濾（毛刺）與初級脈沖式開關(guān)電源差不多。

• 初級脈沖開關(guān)式電源：

  在文獻中常常使用的術(shù)語為 PS(開關(guān)電源)或者初級開關(guān)式穩(wěn)壓器。

  

  單端正激變換器的方框圖

  初級開關(guān)式穩(wěn)穩(wěn)壓電源可以采用許多不同的電路類型價值的基本電路有單端正激變換器、反激變換器、半橋變換器、全橋變換器、推挽變換器振變換器。

  主要開關(guān)調(diào)節(jié)器的總體運行原理顯示在單端前向轉(zhuǎn)換器的框圖中。

  非穩(wěn)壓的供電電壓首先被整流和過濾。直流連接回路電容的容量決定了輸入電壓發(fā)生故障時電源的存儲時間。輸入為 230 V 時，直流連接回路的電壓約為 320 VDC。接下來，將該直流電壓輸入單端變換器，借助脈寬調(diào)節(jié)器，以較高的開關(guān)，由變壓器將初級電能轉(zhuǎn)換至次級一側(cè)。開關(guān)管工作于開關(guān)狀態(tài)時，功耗很低，因此，取取決于輸入電壓和電流的不同，功率平衡度將會在 70% 與 90% 之間。

  由于轉(zhuǎn)換高，變壓器的容量必50 Hz變壓器小，因為考慮到轉(zhuǎn)換越高，變壓器的尺寸就越小。使用現(xiàn)代半導(dǎo)體，可以達到100kHz及以上的時鐘。然而，在*的時鐘下，轉(zhuǎn)換損失升高，因此在每種情況下，都必須在率可能時鐘之間折衷。在絕大多數(shù)應(yīng)用中，時鐘在約20 kHz到250 kHz的范圍內(nèi)，取決于輸出功率的大小。

  次級線圈的電壓經(jīng)過了整流和濾波處理。通過光耦合器，將輸出端的偏差反饋至初級回路?？刂泼}沖寬度（控制開關(guān)管的相位），可以將所需電能傳輸至次級回路，并調(diào)節(jié)輸出電壓。在開關(guān)管的非導(dǎo)電相期間，通過輔助線圈，變壓器被退磁。傳輸?shù)碾娔苷门c輸出端所消耗的電能等量。這些電路的脈沖占空比大脈沖寬度小于50%。

  優(yōu)點：