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穩(wěn)壓器是什么原理？

很奇怪，為什么小于220V電壓的電源經(jīng)過穩(wěn)壓器后就穩(wěn)定了呢？什么原理呢？: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-06-02

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交流穩(wěn)壓器原理通常是利用鐵磁非線性特性構(gòu)成，屬于鐵磁穩(wěn)壓器，它是由鐵磁飽和元件再加諧振電容構(gòu)成的穩(wěn)壓器。一、鐵磁飽和現(xiàn)象一個線圈通過電流時，線圈中便有磁場產(chǎn)生，描述這個磁場有兩個物理量，一個是磁場強度，用H來表示，它與線圈的圈數(shù)和流過線圈的電流強度的乘積（又稱安匝數(shù)）有關(guān)；另一個是磁感應(yīng)強度（又稱磁通密度），用B來表示，B的大少除與安匝數(shù)有關(guān)外，還與線圈中的介質(zhì)有關(guān)。如果介質(zhì)是空氣，那么H和B數(shù)值相等，如果介質(zhì)是鐵磁材料時，同一線圈流過同樣的電流（H相同）的條件下，在有鐵磁材料的導(dǎo)磁率用U來表示。在鐵磁材料中，U不是固定的常數(shù)，B和H之間不是線性關(guān)系，如圖1所示，在圖中可見，曲線的A點附近曲線開始彎曲，再往上，B值的變化越來越平緩，H變化而B值變化很少的現(xiàn)象我們就稱為磁飽和現(xiàn)象。在討論穩(wěn)壓電源時，我們關(guān)心的是電壓電流的變化，在磁飽和鐵芯線圈討論中，我們可以認為線圈中H與流過線圈的電流I成正比；線圈中的B與線圈的感生電壓即線圈兩端的電壓V成正比。圖2是一個鐵磁介質(zhì)線圈的伏安特性圖，從圖中可見，曲線有一段電壓變化很少，動態(tài)電阻?V/?I比V/I少（這是穩(wěn)壓管的概念，磁飽和線圈不常用“動態(tài)電阻”的提法）。這就是飽和區(qū)段。圖3是一個簡單的磁飽和穩(wěn)壓電路，L1是非飽和電感，L2是飽和電感。如果輸入電壓Vi發(fā)生變化，那么L1和L2的電流都將變化，但由于L2在飽和狀態(tài)，所以L2上的電流變化時其兩端的電壓變化很少，大部分電壓變化都落在L1上，從而保持了L2上電壓，即輸出電壓V0的相對穩(wěn)定。當負載發(fā)生變化時，其結(jié)果也一樣，這種簡單型的磁飽和穩(wěn)壓器存在兩個問題：一是穩(wěn)壓性能差，主要原因是B-H曲線的飽和部分不夠徒。二是功耗大，因為要使L2進入飽和狀態(tài)所消耗的功耗過大。圖4是一個實用型的磁飽和交流穩(wěn)壓器，鐵芯面積較大的一邊是非飽和區(qū)，鐵芯面積較少的一邊是飽和區(qū)，L3稱為電壓補償繞組，從上面我們知道，簡單型的交流穩(wěn)壓器的缺點是輸入電壓變化會引起輸出電壓較大的變化，為此，改進方法是將非飽和區(qū)的一部分電壓與輸出電壓V0反向串接，將變化部分相抵消。L3和L1繞在同一不飽和鐵芯上，成為線性變壓器，L3與L2串聯(lián)，但電壓方向相反，從而補償了輸出電壓V0的變化，使V0更穩(wěn)定。要使鐵芯進入飽和狀態(tài)，L1將要流入較大的磁勵電流，由于L1是一個感性負載，所以消耗在負載上的功率不是I和電網(wǎng)電壓V的乘積VI，而是UICOSa（COSa稱為功率因數(shù)），因此流過L1的總電流將比較大，即功耗過大，穩(wěn)壓器的效率只有50%左右，為此我們可通過并聯(lián)鐵磁諧振的方法加以克服。我們知道電感上電流比電壓相位滯后90度，電容上電流比電壓相位超前90度，如果電感和電容并聯(lián)，加上同一電壓，電感上的電流IL和電容上的電流IC將相互抵消，因此，當IL和IC的大少接近相等時，盡管IL和IC的數(shù)值很大，但供給這個并聯(lián)回路的總電流卻很少，這種現(xiàn)象稱為并聯(lián)諧振。這種鐵磁諧振的實用價值在于不用很大的輸入電流就能使電感飽和，從而克服了穩(wěn)壓電路從電網(wǎng)吸取電流過大的缺點。穩(wěn)壓器原理特點：能有效的去除或改善國內(nèi)生產(chǎn)的可控硅穩(wěn)壓器效率低、可控硅上有環(huán)流、產(chǎn)生附加諧波及電磁干擾嚴重等弊端。它集合了微機測控、可控硅無觸點開關(guān)和變壓器技術(shù)于一體，具有噪聲小、容量大、體積小、精度高、響應(yīng)快、穩(wěn)壓范圍寬、重量輕、可靠性好、無波形畸變等特點。: 回答者：網(wǎng)友

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