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(gè)特定的值，盡可能波動(dòng)。特定功能區(qū)域可以電子補(bǔ)償例如輸入電壓變化或者輸出端負(fù)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(jí)，且主要取決于輸出端的負(fù)荷。

  穩(wěn)壓直流電源的設(shè)計(jì)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(jí)脈沖開關(guān)式電源
• 初級(jí)脈沖開關(guān)式電源

• 適用于特定應(yīng)用實(shí)例的理將主要地取決于應(yīng)用。其目標(biāo)為特定負(fù)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(jìn)行同相位調(diào)節(jié)的電源

  

  方框圖 進(jìn)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(yùn)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(jìn)行轉(zhuǎn)換，以所需次級(jí)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(gè)末控制元件和一個(gè)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(gè)快速可調(diào)電阻。無(wú)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(gè)輸出電壓。在多輸出的情況下，單個(gè)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(bǔ)償時(shí)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(jì)替代方案。

  優(yōu)點(diǎn)：

• 電路原理簡(jiǎn)單、可靠
• 具備良好直至的控制特性
• 快速補(bǔ)償時(shí)間

• 缺點(diǎn)：

• 因帶有 50 Hz 變壓器，重量相對(duì)較高，體積較大
• 效率低，散熱存在問題
• 存儲(chǔ)時(shí)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(gè)部分。所謂的“鐵共振器”和一個(gè)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(gè)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(jí)脈沖開關(guān)式調(diào)節(jié)器。

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

  優(yōu)點(diǎn)：

• 良好到優(yōu)異控制特性，并在下游位置連接可進(jìn)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(diǎn)：

• 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(jí)脈沖開關(guān)式電源：

  

  次級(jí)脈沖式開關(guān)電源的方框圖

  這里，采用 50 Hz 變壓器，實(shí)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(chǔ)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(gè)很好的濾波器，線路的污染很低。
  該電路的效率*。

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

  然而為了保護(hù)連接的負(fù)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(xiǎn)依然存在。

  優(yōu)點(diǎn)：

• 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，效率高
• 使用多個(gè)次級(jí)線圈，可以方便地實(shí)現(xiàn)多個(gè)彼此之間相互電氣隔離的輸出
• 與初級(jí)脈沖式開關(guān)電源相比，問題更少

• 缺點(diǎn)：

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

• 初級(jí)脈沖開關(guān)式電源：

  在文獻(xiàn)中常常使用的術(shù)語(yǔ)為 PS(開關(guān)電源)或者初級(jí)開關(guān)式穩(wěn)壓器。

  

  單端正激變換器的方框圖

  初級(jí)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(jià)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(yùn)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(shí)電源的存儲(chǔ)時(shí)間。輸入為 230 V 時(shí)，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(jí)電能轉(zhuǎn)換至次級(jí)一側(cè)。開關(guān)管工作于開關(guān)狀態(tài)時(shí)，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(huì)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?yàn)榭紤]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(dá)到100kHz及以上的時(shí)鐘。然而，在*的時(shí)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(shí)鐘之間折衷。在絕大多數(shù)應(yīng)用中，時(shí)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(jí)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(jí)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(jí)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(diǎn)：