穩(wěn)壓器是一種用于穩(wěn)定輸出電壓的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于各種電子系統(tǒng)和電力供應(yīng)場(chǎng)景中。其核心組成部分包括調(diào)壓電路、控制電路以及伺服電機(jī)等。當(dāng)輸入電壓或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，控制電路負(fù)責(zé)進(jìn)行取樣、比較和放大操作，隨后驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而改變調(diào)壓器碳刷的位置。通過自動(dòng)調(diào)整線圈匝數(shù)比，最終實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。本文將詳細(xì)介紹幾種常見的穩(wěn)壓器類型及其工作原理。
一、單相補(bǔ)償式穩(wěn)壓器
單相補(bǔ)償式穩(wěn)壓器主要由調(diào)壓變壓器 T1 和補(bǔ)償變壓器 T2 組成。
其工作原理如下：補(bǔ)償變壓器低壓側(cè)的線圈串聯(lián)在穩(wěn)壓器的主回路中，這意味著穩(wěn)壓器輸出的能量主要通過補(bǔ)償變壓器的低壓側(cè)線圈直接供給輸出負(fù)載。只要將補(bǔ)償變壓器的二次線圈線徑設(shè)計(jì)得足夠大，就可以實(shí)現(xiàn)較大功率的穩(wěn)壓器。調(diào)壓變壓器 T1 的任務(wù)是承擔(dān)輸入電壓與輸出電壓之間的差額部分。根據(jù)穩(wěn)壓器允許的輸入電壓變化范圍，調(diào)壓變壓器 T1 的功率大小通常為穩(wěn)壓器實(shí)際容量的幾分之一。穩(wěn)壓器的配比參數(shù)決定了調(diào)壓變壓器的大小。這種穩(wěn)壓器的優(yōu)點(diǎn)在于能夠有效地補(bǔ)償電壓波動(dòng)，提供相對(duì)穩(wěn)定的輸出電壓，適用于對(duì)電壓穩(wěn)定性要求較高的單相用電設(shè)備，如家庭電器、小型辦公設(shè)備等。
其工作原理如下：補(bǔ)償變壓器低壓側(cè)的線圈串聯(lián)在穩(wěn)壓器的主回路中，這意味著穩(wěn)壓器輸出的能量主要通過補(bǔ)償變壓器的低壓側(cè)線圈直接供給輸出負(fù)載。只要將補(bǔ)償變壓器的二次線圈線徑設(shè)計(jì)得足夠大，就可以實(shí)現(xiàn)較大功率的穩(wěn)壓器。調(diào)壓變壓器 T1 的任務(wù)是承擔(dān)輸入電壓與輸出電壓之間的差額部分。根據(jù)穩(wěn)壓器允許的輸入電壓變化范圍，調(diào)壓變壓器 T1 的功率大小通常為穩(wěn)壓器實(shí)際容量的幾分之一。穩(wěn)壓器的配比參數(shù)決定了調(diào)壓變壓器的大小。這種穩(wěn)壓器的優(yōu)點(diǎn)在于能夠有效地補(bǔ)償電壓波動(dòng)，提供相對(duì)穩(wěn)定的輸出電壓，適用于對(duì)電壓穩(wěn)定性要求較高的單相用電設(shè)備，如家庭電器、小型辦公設(shè)備等。
二、單相 SVC 直接調(diào)壓穩(wěn)壓器
單相 SVC 直接調(diào)壓穩(wěn)壓器的工作原理如下：
A 點(diǎn)為單相穩(wěn)壓器的輸入側(cè)，B 點(diǎn)為輸出側(cè)。該穩(wěn)壓器利用取樣電路實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)穩(wěn)壓器輸出的兩點(diǎn)間電壓。當(dāng)輸出電壓升高時(shí)，控制電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)朝自耦變壓器降壓的方向移動(dòng)（A 點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的箭頭向上移動(dòng)），直到輸出電壓達(dá)到預(yù)定值，此時(shí)停止控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)。相反，當(dāng)輸出電壓降低時(shí)，控制電路則驅(qū)動(dòng)電機(jī)朝自耦變壓器升壓的方向轉(zhuǎn)動(dòng)（A 點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的箭頭向下移動(dòng)），直至輸出電壓達(dá)到所需值。這種直接調(diào)壓式的穩(wěn)壓器具有結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，能夠快速調(diào)整輸出電壓以適應(yīng)負(fù)載變化的需求。它適用于對(duì)電壓調(diào)節(jié)速度有一定要求的單相用電場(chǎng)合，如工業(yè)控制中的部分單相設(shè)備供電等。
A 點(diǎn)為單相穩(wěn)壓器的輸入側(cè)，B 點(diǎn)為輸出側(cè)。該穩(wěn)壓器利用取樣電路實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)穩(wěn)壓器輸出的兩點(diǎn)間電壓。當(dāng)輸出電壓升高時(shí)，控制電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)朝自耦變壓器降壓的方向移動(dòng)（A 點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的箭頭向上移動(dòng)），直到輸出電壓達(dá)到預(yù)定值，此時(shí)停止控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)。相反，當(dāng)輸出電壓降低時(shí)，控制電路則驅(qū)動(dòng)電機(jī)朝自耦變壓器升壓的方向轉(zhuǎn)動(dòng)（A 點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的箭頭向下移動(dòng)），直至輸出電壓達(dá)到所需值。這種直接調(diào)壓式的穩(wěn)壓器具有結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，能夠快速調(diào)整輸出電壓以適應(yīng)負(fù)載變化的需求。它適用于對(duì)電壓調(diào)節(jié)速度有一定要求的單相用電場(chǎng)合，如工業(yè)控制中的部分單相設(shè)備供電等。
三、直流穩(wěn)壓電源電路
以下是一個(gè)使用三端穩(wěn)壓塊 7815 組成的穩(wěn)壓電源電路圖。該電路中，T 為電源變壓器，市電 220V 經(jīng)變壓器 T 降壓后，在副邊繞組輸出 23V 的交流電。隨后，交流電經(jīng) VD1～VD4 整流和 C1 濾波，轉(zhuǎn)變?yōu)檩^為平滑的直流電。該直流電被輸送到穩(wěn)壓塊 7815 進(jìn)行穩(wěn)壓處理，再經(jīng)電容 C2 進(jìn)一步濾波，最終輸出穩(wěn)定的 +15V 直流電壓，為負(fù)載提供穩(wěn)定的直流電源。這種基于三端穩(wěn)壓器的直流穩(wěn)壓電源電路具有電路簡單、可靠性高、輸出電壓穩(wěn)定等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種直流供電設(shè)備中，如電子儀器、通信設(shè)備等。在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)負(fù)載的需求選擇不同輸出電壓值的三端穩(wěn)壓塊，以滿足多樣化的直流供電要求。
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