随着现代仪器设备及微电子技术的迅速发展
随着现代仪器设备及微电子技术的迅速发展,使人类生活变得更加便利,各种类型的用电器不断出现在人们眼前,对电源的要求也越来越高,相继出现了稳压电源、UPS电源、太阳能电源和程控电源等。全球的节能需求和电子设备朝着高电源效率、低待机功率、高功率密度、高可靠性、高集成度和低成本方向去发展。今天就要介绍一下电源及电源保护技术对于实际运用有何意义。
稳压电源:
线性稳压电源的基本工作原理及其特点:
直流稳压电源一般是线性稳压电源,由 50Hz 工频变压器、整流滤波器和串联调整稳压器等组成。它的特点是起电压调整功能的三极管始终工作在线性放大区,其原理框图如图 1-1 所示。
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图 1-1 线性稳压电源原理框图
其基本工作原理为:工频交流电源经过变压器降压、整流、滤波后,通过电压负反馈组成闭环控制,使工频交流电源成为稳定的直流电源
这种稳压电源具有优良的纹波及动态响应特性,但同时存在以下缺点:
(1)输入采用 50Hz 工频变压器,体积庞大。
(2)串联调整稳压器(如图 1-1 所示的极管)工作在线性放大区内,损耗大、效率低。
(3)过载能力差。
开关稳压电源的基本工作原理 :
开关稳压电源简称开关电源,在这种电源中,起电压调整,实现稳压控制功能的器件始终以开关方式工作。图 1-2 为输入/输出隔离的开关电源原理框图、
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图 1-2 输入/输出隔离的开关电源原理框图
其主电路的工作原理为: 50Hz 单相交流220V 电压或三相交流220V/380V 电压首先经防电磁干扰的电源滤波器��波滤除电源的高次谐波后,直接整流滤波 (不经过工频变压器降压,滤波电路主要滤除整流后的低频脉动谐波),获得直流电压,然后再将此直流电压经变换电路变换为数十或数百千赫兹的高频方波电压或准方波电压,通过高频变压器隔离并降压(或升压)后,再经高频整流、滤波电路,最后输出直流电压。
Ups电源:
简要说明 UPS 工作原理:
正常运行时,交流电输入经整流滤波电路变成恒定的直流电压,一方面给直流电池浮充,另一方面经逆变器后调制成交流脉冲波,再经滤波整形后输出稳定的工频交流电。当输入交流停电时,由直流电池组供电给逆变器工作,保持交流电源不会中断。当逆变故障,交流输出不正常时,输出电子开关断开,旁路电子开关闭合,负载由旁路交流供给。
UPS 电源技术的现状:
(1)目前 UPS 电源市场已趋成熟。使用 UPS 以提高���电系统可用性的观念,已经深入人心,被广泛接受。用户对于借助 UPS 供电系统提高供电质量的重要性,已经有了足够的重视。
(2)安全性和可靠性。对于供电系统的故障是不可避免的,但是可以降低。安全性和可靠性仍然还是当前 UPS 供电系统待解决的主要方面。
(3)衡量标准变迁。当前市场上各种型号规格的 UPS 已经基本上能够满足对负载供电的要求。UPS 的各项输出电性能指标,已经不再是影响负载正常运行的因素和购置时衡量性能优劣的主要标准了
(4)应标本兼治。据数据统计系统故障总数中的半数以上都是由于配电系统中其他环节和设备的人为操作、安装问题和质量问题引起的,或是因为这些原因而诱发UPS 发生故障。所以我们要考虑在提高设备质量和技术的同时,应该注重配套技术人员的专业化的培训,缺乏专业的 UPS 电源维护人员,这也是 UPS 电源��生故障的一个重要的原因之一。仅仅提高 UPS 设备的可靠性,是不能从根本上解决整个供电系统的安全性和可靠性的,甚至不能最终构成不停电供电系 统。
(5)故障修复迟缓。供电系统发生故障后,由于系统过于复杂、产品供应商反应速度、维修人员的技术水平和工作经验,备件储备和提供情况、故障原因的查找和分析等原因,使得系统故障得不到及时迅速修复,甚至找不到引发故障的真正原因。
UPS 高频化技术:
在技术先进的 UPS 中采用了 IGBT 和 VDMOSFET 等性能优良、工艺成熟的器件,工作频率提高到 16kHz,功率变换、电路频率的提高使得用于滤波的惯性元件,如: 电感、电容大量减小,其效率高达 94。5%,体积减小 1/3 至1/2,电压偏差