交流电源有哪些
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交流电源有哪些,在我们学习初中物理的过程中会接触到直流电源和交流电源,而在生活中我们的家庭用电往往也都是交流电源。那么交流电源有哪些呢?
交流电源:就是电源的电压大小和方向不断改变。直流电源:电源的电压方向不变。
一、交流电源可分为单相或三相,三相电源由称为导线的三个导体组成,每个导体承载的交流电(AC)具有相同的频率和电压幅度,但相对相位差为120°,即周期的三分之一(参见图4)。这些系统在输送大量电力方面效率最高,因此可用于将发电设施中的.电力输送到全世界的家庭和企业。
二、直流电源有正、负两个电极,正极的电位高,负极的电位低,当两个电极与电路连通后,能够使电路两端之间维持恒定的电位差,从而在外电路中形成由正极到负极的电流。 直流电源中的非静电力是由负极指向正极的。当直流电源与外电路接通后,在电源外部(外电路),由于电场力的推动,形成由正极到负极的电流。
三、扩展资料:开关电源可以分为AC/DC和DC/DC两大类,DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压,也称为直流斩波。斩波器的工作方式有两种,一是脉宽调制方式Ts不变,改变ton(通用),二是频率调制方式,ton不变,改变Ts(易产生干扰)。其功能是将电能质量较差的原生态电源(粗电),如市电电源或蓄电池电源,转换成满足设备要求的质量较高的直流电压(精电)。直流开关电源的核心是DC/DC转换器。
稳压电源有很多种,它的作用是把市电滤波后;稳定成各种电器和电路,所需的电压叫稳压电源。
稳压电源定义是能为负载提供稳定交流电源或直流电源的电子装置。包括交流稳压电源和直流稳压电源两大类。
交流稳压电源
交流稳压电源又称交流稳压器。随着电子技术的发展,特别是电子计算机技术应用到各工业、科研领域后,各种电子设备都要求稳定的交流电源供电,电网直接供电已不能满足需要,交流稳压电源的出现解决了这一问题。
常用的交流稳压电源有:
①铁磁谐振式交流稳压器。由饱和扼流圈与相应的电容器组成,具有恒压伏安特性。
②磁放大器式交流稳压器。将磁放大器和自耦变压器串联而成,利用电子线路改变磁放大器的阻抗以稳定输出电压。
③滑动式交流稳压器。通过改变变压器滑动接点位置稳定输出电压。
④感应式交流稳压器。靠改变变压器次、初级电压的相位差,使输出交流电压稳定。
⑤晶闸管交流稳压器。用晶闸管作功率调整元件。稳定度高、反应快且无噪声。但对通信设备和电子设备造成干扰。
20世纪80年代以后,又出现3种新型交流稳压电源:补偿式交流稳压器。数控式和步进式交流稳压器。净化式交流稳压器。具有良好隔离作用,可消除来自电网的尖峰干扰。
直流稳压电源
直流稳压电源又称直流稳压器。它的供电电压大都是交流电压,当交流供电电压的电压或输出负载电阻变化时,稳压器的直接输出电压都能保持稳定。稳压器的参数有电压稳定度、纹波系数和响应速度等。前者表示输入电压的变化对输出电压的影响。
纹波系数表示在额定工作情况下,输出电压中交流分量的大小;后者表示输入电压或负载急剧变化时,电压回到正常值所需时间。直流稳压电源分连续导电式与开关式两类。
前者由工频变压器把单相或三相交流电压变到适当值,然后经整流、滤波,获得不稳定的直流电源,再经稳压电路得到稳定电压(或电流)。这种电源线路简单、纹波小、相互干扰小,但体积大、耗材多,效率低(常低于40%~60%)。
后者以改变调整元件(或开关)的通断时间比来调节输出电压,从而达到稳压。这类电源功耗小,效率可达85%左右,但缺点是纹波大、相互干扰大。所以,80年代以来发展迅速。从工作方式上可分为:
①可控整流型。用改变晶闸管的'导通时间来调整输出电压。
②斩波型。输入是不稳定的直流电压,以改变开关电路的通断比得到单向脉动直流,再经滤波后得到稳定直流电压。
③变换器型。不稳定直流电压先经逆变器变换成高频交流电,再经变压、整流、滤波后,从所得新的直流输出电压取样,反馈控制逆变器工作频率,达到稳定输出直流电压的目的。
开关电源和稳压电源的区别是什么?
稳压电源的种类很多,串联型稳压电源由电源变压器、整流元器件、滤波电容、调整元件(调整管或三瑞稳压器等)、基准电压、取样网络、比较放大以及过载或短路保护等组合而成。由于串联型稳压电源属线性稳压电路,且调整管在稳压便。其缺点是功耗大、效率低和允许电网波动范围小。一般串联稳压电源允许电网波动范围为(220±22)V。 为了降低功耗,提高效率,引入了开关型稳压电源。
开关型稳压电源通常称之为开关电源。它有以下:
1、开关电源是直接对电网电压进行整流滤波调整,然后由开关调整管进行稳压。所以不需要变压器的。
2、开关电源一般采用功率半导体器件作为开关,通过控制开关的占空比调整输出电压。以功率晶体管(GTR)为例,当开关管饱和导通时,集电极和发射极两端的压降接近零,在开关管截止时,其集电极电流为零,所以功耗小,效率高。效率可高达70%~95%。而功耗小,散热器也随之减小。
3、开关工作频率在几十千赫,所用滤波电容器和电感的容量值较小。因此开关电源具有重量轻,体积小等特点。
4、由于功耗小,机内温升低,从而提高了整机的稳定性和可靠性。
电源有分开关电源与稳压电源,这两种电源是有区别的,但也存在着相似之处。
开关电源是近代普遍推广的稳压电源,具有效率高、电压范围宽,输出电压稳定等特点,现在应用比较广。
比如现在电脑的ATX电源、笔记本电脑电源适配器、打印机电源、手机充电器等等。稳压电源是在负载功率变化时,输出电压仍然保持固定的电压值。开关电源也是稳压电源,但稳压电源不能直接称为开关电源。
稳压电源是使用电子电路输出电压达到稳定目的的电源,有串联型稳压电源、并联型稳压电源、开关稳压电源。
普通的串联稳压电源都安装电源变压器,具有输出电压稳定、波纹小等优点,但是电压范围小,效率低。
并联稳压电源输出电压特别稳定,但是负载能力很差,只在仪表内部做基准用。
开关电源的调整管工作在饱和和截止状态,因而发热量小,效率高(75%以上)而且省掉了大体积的变压器。但开关直流稳压的输出的直流上面会叠加较大的纹波(50mv),在输出端并接稳压二极管可以改善,另外由于开关管工作是会产生很大的尖峰脉冲干扰,也需要在电路中串连磁珠加以改善。
相对而言直流稳压电源就没有以上缺陷,它的纹波可以做的很小(15mv以下)。对于电源效率和安装体积有要求的地方用开关直流稳压电源最好,对于电磁干扰和电源纯净性有要求的地方(例如电容漏电检测)多选用线性直流稳压电源。另外当电路中需要做隔离的时候现在多数用DC-DC来做对隔离部分供电(DC-DC从其工作原理上来说就是开关直流稳压电源)。开关直流稳压电源中用到的高频变压器可能绕制起来较麻烦。
开关电源相对质量较轻,体积较小。开关电源是通过开关管的打开与关闭的次数或时间,来调节输出功率,效率比线性稳压电源要高,发热量相对要小很多,但是动态响应较差,适宜较稳定负载场所。 开关电源的滤波电容由于工作频率很高,故对电网的干扰很大。
直流线性稳压电源相对较重,滤波电容个头大,整体体积大。直流线性稳压电源是调整管分压使输出电压降低,所以调整管的负担很重,发热量大且效率较低。但是动态响应很好,适宜负载变化较频繁场所,例如音频功放机。
交流稳压电源应用广泛,种类繁多,大致可分为以下6种类型:
1、铁谐振式交流稳压电源:采用饱和扼流圈与相应的电容器组合而成的具有恒伏安特性的交流稳压装置。磁饱和型是这类稳压器早期的典型结构。它具有结构简单、制造方便、输入电压范围广、运行可靠、过载能力强等优点。但其波形失真大,稳定性差。
2、磁放大器式交流稳压电源:将磁放大器和自耦变压器串联在一起,利用电子线路改变磁放大器的阻抗来稳定输出电压装置。电路形式可以是线性放大、脉宽调制等。这种调压器采用反馈控制的闭环系统,因此具有稳定性高、输出波形好等优势。但由于采用了较大惯性的磁放大器,恢复时间较长。而且由于采用了自耦合,所以抗干扰能力较差。
3、滑动式交流稳压电源:通过改变变压器滑动接触的位置,使输出电压稳定的装置,即由伺服电机驱动的自动调压器。这种调压器效率高,输出电压波形好,对负载特性没有特殊要求。但稳定性低,恢复时间长。
4、感应式交流稳压电源:通过改变变压器二次电压相对于一次电压的相位差,使输出交流电压稳定。它在结构上与绕线式感应电动机相似,在原理上与感应调压器相似。它具有广泛的电压调节范围,良好的`输出电压波形,功率可达数百千瓦。但由于转子经常处于堵塞状态,功耗高,效率低。另一因铜、铁等材料,产量减少。
5、晶闸管交流稳压电源:用晶闸管作为功率调节元件的交流稳压电源。具有稳定性高、反应速度快、无噪声等优点,但由于电网波形的破坏,通信设备和电子设备受到干扰。
6、继电器式交流稳压电源:用继电器调节自耦变压器交流调压器的绕组。它具有电压范围宽、响应速度快、生产成本低等优点。
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