稳压电源的分类

稳压电源的分类方法繁多，按输出电源的类型分有直流稳压电源和交流稳压电源；按稳压电路与负载直流稳压电源的连接方式分有串联稳压电源和并联稳压电源；按调整管的工作状态分有线性稳压电源和开关稳压电源；按电路类型分有简单稳压电源和反馈型稳压电源，等等。如此繁多的分类方式往往让初学者摸不着头脑，不知道从哪里入手。其实应该说这些看似繁多的分类方法之间有着一定的层次关系，只要理清了这个层次自然可以分清楚电源的种类了。既然我们谈的是稳压电源的分类，那么首先就应该清楚电源的输出是什么，是输出直流电还是输出交流电。这样第一个层次就出来了，首先应该根据电源的输出类型来分类。接下来的分类就要麻烦一些，是按稳压电路与负载的连接方式分类还是按调整管的工作状态分类呢？其实了解一下我们身边的电子设备会发现实际应用中稳压电源有两个区别很大的种类，一种是各种比较简单的电子设备中广泛使用的线性稳压电源，比如收音机、小型音响等；一种是各种复杂电子设备中广泛使用的开关稳压电源，比如大屏幕彩电、微型计算机等。这样看来第二个层次的分类我们可以根据调整管的工作状态来分类。接下来的第三个层次的分类就是根据稳压电路与负载的连接方式来分类。再往下面细分由于各种不同的电路特性相差太大，就不好一概而论，应该根据每一个具体类别的特性进行分类区分了。直流稳压电源可以分类两类，包括线性和开关型。 线性稳定电源有一个共同的特点就是它的功率器件调整管工作在线性区，靠调整管之间的电压降来稳定输出。由于调整管静态损耗大，需要安装一个很大的散热器给它散热。而且由于变压器工作在工频（50Hz)上，所以重量较大。该类电源优点是稳定性高，纹波小，可靠性高，易做成多路，输出连续可调的成品。缺点是体积大、较笨重、效率相对较低。这类稳定电源又有很多种，从输出性质可分为稳压电源和稳流电源及集稳压、稳流于一身的稳压稳流（双稳）电源。从输出值来看可分定点输出电源、波段开关调整式和电位器连续可调式几种。从输出指示上可分指针指示型和数字显示式型等等。 与线性稳压电源不同的一类稳电源就是开关型直流稳压电源，它的电路型式主要有单端反激式，单端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。它和线性电源的根本区别在于它变压器不工作在工频而是工作在几十千赫兹到几兆赫兹。功能管不是工作在饱和及截止区即开关状态；开关电源因此而得名。 开关电源的优点是体积小，重量轻，稳定可靠；缺点相对于线性电源来说纹波较大（一般≤1%VO(P-P),好的可做到十几mV(P-P)或更小)。它的功率可自几瓦－几千瓦均有产品。价位为3元－十几万元/瓦，下面就一般习惯分类介绍几种开关电源：（1）AC/DC该类电源也称一次电源，它自电网取得能量，经过高压整流滤波得到一个直流高压，供DC/DC变换器在输出端获得一个或几个稳定的直流电压，功率从几瓦－几千瓦均有产品，用于不同场合。属此类产品的规格型号繁多，据用户需要而定通信电源中的一次电源（AC220输入，DC48V或24V输出)也属此类。（2）DC/DC在通信系统中也称二次电源，它是由一次电源或直流电池组提供一个直流输入电压，经DC/DC变换以后在输出端获一个或几个直流电压。（3）通信电源通信电源其实质上就是DC/DC变换器式电源，只是它一般以直流－48V或－24V供电，并用后备电池作DC供电的备份，将DC的供电电压变换成电路的工作电压，一般它又分中央供电、分层供电和单板供电三种，以后者可靠性最高。（4）电台电源电台电源输入AC220V/110V，输出DC13.8V,功率由所供电台功率而定，几安几百安均有产品。为防止AC电网断电影响电台工作，而需要有电池组作为备份，所以此类电源除输出一个13.8V直流电压外,还具有对电池充电自动转换功能。（5）模块电源随着科学技术飞速发展，对电源可靠性、容量/体积比要求越来越高，模块电源越来越显示其优越性，它工作频率高、体积小、可靠性高，便于安装和组合扩容，所以越来越被广泛采用。国内虽有相应模块生产，但因生产工艺未能赶上国际水平，故障率较高。DC/DC模块电源虽然成本较高，但从产品的漫长的应用周期的整体成本来看，特别是因系统故障而导致的高昂的维修成本及商誉损失来看，选用该电源模块还是合算合算的，在此还值得一提的是罗氏变换器电路，它的突出优点是电路结构简单，效率高和输出电压、电流的纹波值接近于零。（6）特种电源高电压小电流电源、大电流电源、400Hz输入的AC/DC电源等，可归于此类，可根据特殊需要选用。开关电源的价位一般在2-8元/瓦特殊小功率和大功率电源价格稍高，可达11-13元/瓦。

分类：分以下四大类：
交流稳压电源
直流稳压电源
逆变式稳压电源
开关稳压电源

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。
数控稳压电源：是通过观察区在设备输出端取样，对现时电压跟额定电压作出比较、核对，如比较为负值，则发送数据到中央处理器（CPU），由中央处理器作出电压加的命令。同时，检测区检测半导体是否已开、关。确认无误后，中央处理器做出电压加的命令控制半导体工作，从而达到额定电压的标准。如果正值，中央处理器则做出电压减的命令，整个过程全部数字化只需0.048秒时间。
本设备将瞬间反复变化的电压通过数字控制回路稳定来确保输出电压始终为额定电压。
采用数码式控制原理监控电压的变化，通过电子晶闸开关调整变压器的TAP来始终保持稳定的输出电压的数码式电源稳压器（DIGITAL TAPCHANGING METHOD）

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。
电器用途
交流稳压电源应用于计算机及其周边装置、医疗电子仪器、通讯广播设备、工业电子设备、自动生产线等现代高科技产品的稳压和保护。[3] 直流稳压电源广泛应用于国防、科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、充电设备等的直流供电。
（1)可用于各种电子设备老化，如PCB板老化，家电老化，各类IT产品老化，CCFL老化，灯管老化
(2)适用于需要自动定时通、断电，自动记周期数的电子元件的老化、测试
(3)电解电容器脉冲老练
(4)电阻器，继电器，马达等测试老练
(5)整机老练；电子元器件性能测试，例行试验
逆变式稳压电源
所谓逆变式稳压电源也叫变频电源， 本变频电源采用16位摩托罗拉处理器控制、高频PWM设计、原装进口三菱1GBT推动.效率达85%以上。反应快速，对100%除载/加载，稳压反应时间在 2ms以内。本变频电源超载能力强，瞬间电流能承受额定电流的300%。波形纯正，频率高稳定,不产生干扰磁波（EMI、EMC）。变频电源不但是研发和实验室，计量室的最佳电源，也是EM/EMC/安规测试的标准电源。
◇该变频电源具有负载适应性强、效率高，稳定度佳，输出波形品质好、操作简便、体积小、重量轻的特点。本变频电源针对世界各地不同电源种类，使用者不仅可以模拟其电压和频率（47～63Hz）作测试应用；其中按国家军标特制的中频电源还可以支援400Hz频率的国防军事侦测、航空电子及航海、通讯等应用设备。
◇本变频电源不管是纯阻性，容性，电感性或非线性负载均可长期正常使用。三相可单相使用。可带负载调节电压和频率。其中部分机型可设置开机密码，方便生产车间安全使用。

开关稳压电源

图1画出了开关稳压电源的原理图及等效原理框图，它是由全波整流器，开关管V，激励信号，续流二极管Vp，储能电感和滤波电容C组成。实际上，开关稳压电源的核心部分是一个直流变压器。
逆变器，它是把直流转变为交流的装置。逆变器通常被广泛地应用在采用电平或电池组成的备用电源中。
直流变换器，它是把直流转换成交流，然后又把交流转换成直流的装置。这种装置被广泛地应用在开关稳压电源中。采用直流变换器可以把一种直流供电电压变换成极性、数值各不同的多种直流供电电压。
优点
[1].功耗小，效率高。在图1中的开关稳压电源电路中，晶体管V在激励信号的激励下，它交替地工作在导通—截止和截止—导通的开关状态，转换速度很快，频率一般为50kHz左右，在一些技术先进的国家，可以做到几百或者近1000kHz。这使得开关晶体管V的功耗很小，电源的效率可以大幅度地提高，其效率可达到80%。
[2].体积小，重量轻。从开关稳压电源的原理框图可以清楚地看到这里没有采用笨重的工频变压器。由于调整管V上的耗散功率大幅度降低后，又省去了较大的散热片。由于这两方面原因，所以开关稳压电源的体积小，重量轻。
[3].稳压范围宽。从开关稳压电源的输出电压是由激励信号的占空比来调节的，输入信号电压的变化可以通过调频或调宽来进行补偿，这样，在工频电网电压变化较大时，它仍能够保证有较稳定的输出电压。所以开关电源的稳压范围很宽，稳压效果很好。此外，改变占空比的方法有脉宽调制型和频率调制型两种。这样，开关稳压电源不仅具有稳压范围宽的优点，而且实现稳压的方法也较多，设计人员可以根据实际应用的要求，灵活地选用各种类型的开关稳压电源。
[4].滤波的效率大为提高，使滤波电容的容量和体积大为减少。开关稳压电源的工作频率目前基本上是工作在50kHz，是线性稳压电源的1000倍，这使整流后的滤波效率几乎也提高了1000倍。就是采用半波整流后加电容滤波，效率也提高了500b倍。在相同的纹波输出电压下，采用开关稳压电源时，滤波电容的容量只是线性稳压电源中滤波电容的1/500—1/1000。
[5].电路形式灵活多样。例如，有自激式和他激式，有调宽型和调频型，有单端式和双端式等等，设计者可以发挥各种类型电路的特长，设计出能满足不同应用场合的开关稳压电源。
缺点
开关稳压电源的缺点是存在较为严重的开关干扰。开关稳压电源中，功率调整开关晶体管V工作在状态，它产生的交流电压和电流通过电路中的其他元器件产生尖峰干扰和谐振干扰，这些干扰如果不采取一定的措施进行抑制、消除和屏蔽，就会严重地影响整机的正常工作。此外由于开关稳压电源振荡器没有工频变压器的隔离，这些干扰就会串入工频电网，使附近的其他电子仪器、设备和家用电器受到严重的干扰。
目前，由于国内微电子技术、阻容器件生产技术以及磁性材料技术与一些技术先进国家还有一定的差距，因而造价不能进一步降低，也影响到可靠性的进一步提高。所以在中国的电子仪器以及机电一体化仪器中，开关稳压电源还不能得到十分广泛的普及及使用。特别是对于无工频变压器开关稳压电源中的高压电解电容器、高反压大功率开关管、开关变压器的磁芯材料等器件，在中国还处于研究、开发阶段。在一些技术先进国家，开关稳压电源虽然有了一定的发展，但在实际应用中也还存在一些问题，不能十分令人满意。这暴露出开关稳压电源的又一个缺点，那就是电路结构复杂，故障率高，维修麻烦。对此，如果设计者和制造者不予以充分重视，则它将直接影响到开关稳压电源的推广应用。当今，开关稳压电源推广应用比较困难的主要原因就是它的制作技术难度大、维修麻烦和造价成本较高。

常用的稳压电源有：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。 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。
数控稳压电源：是通过观察区在设备输出端取样，对现时电压跟额定电压作出比较、核对，如比较为负值，则发送数据到中央处理器（CPU），由中央处理器作出电压加的命令。同时，检测区检测半导体是否已开、关。确认无误后，中央处理器做出电压加的命令控制半导体工作，从而达到额定电压的标准。如果正值，中央处理器则做出电压减的命令，整个过程全部数字化只需0.048秒时间。
本设备将瞬间反复变化的电压通过数字控制回路稳定来确保输出电压始终为额定电压。
采用数码式控制原理监控电压的变化，通过电子晶闸开关调整变压器的TAP来始终保持稳定的输出电压的数码式电源稳压器（DIGITAL TAPCHANGING METHOD） 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。
电器用途
交流稳压电源应用于计算机及其周边装置、医疗电子仪器、通讯广播设备、工业电子设备、自动生产线等现代高科技产品的稳压和保护。　直流稳压电源广泛应用于国防、科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、充电设备等的直流供电。
（1)可用于各种电子设备老化，如PCB板老化，家电老化，各类IT产品老化，CCFL老化，灯管老化
(2)适用于需要自动定时通、断电，自动记周期数的电子元件的老化、测试
(3)电解电容器脉冲老练
(4)电阻器，继电器，马达等测试老练
(5)整机老练；电子元器件性能测试，例行试验 所谓逆变式稳压电源也叫变频电源， 本变频电源采用16位摩托罗拉处理器控制、高频PWM设计、原装进口三菱1GBT推动.效率达85%以上。反应快速，对100%除载/加载，稳压反应时间在 2ms以内。本变频电源超载能力强，瞬间电流能承受额定电流的300%。波形纯正，频率高稳定,不产生干扰磁波（EMI、EMC）。变频电源不但是研发和实验室，计量室的最佳电源，也是EM/EMC/安规测试的标准电源。
◇该变频电源具有负载适应性强、效率高，稳定度佳，输出波形品质好、操作简便、体积小、重量轻的特点。本变频电源针对世界各地不同电源种类，使用者不仅可以模拟其电压和频率（47～63Hz）作测试应用；其中按国家军标特制的中频电源还可以支援400Hz频率的国防军事侦测、航空电子及航海、通讯等应用设备。
◇本变频电源不管是纯阻性，容性，电感性或非线性负载均可长期正常使用。三相可单相使用。可带负载调节电压和频率。其中部分机型可设置开机密码，方便生产车间安全使用。 结构
图1画出了开关稳压电源的原理图及等效原理框图，它是由全波整流器，开关管V，激励信号，续流二极管Vp，储能电感和滤波电容C组成。实际上，开关稳压电源的核心部分是一个直流变压器。
逆变器，它是把直流转变为交流的装置。逆变器通常被广泛地应用在采用电平或电池组成的备用电源中。
直流变换器，它是把直流转换成交流，然后又把交流转换成直流的装置。这种装置被广泛地应用在开关稳压电源中。采用直流变换器可以把一种直流供电电压变换成极性、数值各不同的多种直流供电电压。
常见种类
全自动补偿式电力稳压器
基本结构：采用电机带动碳刷在自藕变压器绕组匝间滑动而直接调节输出电压或通过补偿变压器调节输出电压.
优点：带负载能力强、工作效率高、波形失真小、电源自身抗干扰能力强.
缺点：响应时间慢（≥1S）、有机械磨损、需定期维护、在稳压过程中交流接触器及电机产生较大的噪声.
应用：工业、农业、交通、邮电、军事、铁路、科研文化等领域的大型机电设备、金属加工设备、生产流水线、建筑工程设备、电梯、医疗器械、刺绣轻纺设备、空调、广播电视及家用电顺、照明等需要稳压的场所。
特点：
1、响应速度快: 少于30ms (优于两个电源周期)
2、净化功能强: 即可以滤除电网对负载的干扰,又可以滤除负载对电网的干扰
3、稳压精度高: 额定输出电压±0.5%
4、抗干扰能力强:能吸收外电路的高能量脉冲干扰
5、效率高:可达到98.5%
6、功率因素高: 能有效提高线路的功率因素
7、体积小:只有传统机型的25%
8、过载能力强: 5倍额定电流1秒钟
9、失真度底:特设的LC滤波电路能降低输出电压波形的失真度
10、防雷击:具有一定的防雷能力
交流净化稳压器
基本结构：采用正弦波能量分配与滤波器相结合的方法,通过调节初级回路可控硅的导通角来调节输出电压.
优点：稳压精度高≤±1%，响应时间快≤40ms，有尖锋脉冲滤波作用。
缺点：输出与输入电压之间有移相、有少许波形失真（附加≤3.5%）带某些特殊负载（如可控硅负载）不理想.
应用：精密电子设备、医疗设备、计算机房、实验室、产品老化及测试。
无触点交流稳压器
基本结构：通过电压或电流过零时切换一组或多组可控硅而使而使补偿变压器组中的某一个或多个变压器的补偿绕组升压,降压,初级短路,或切换自藕变压器的抽头来调节输出电压.
优点：带负载能力强、工作效率高、波形失真小、响应时间快、噪音低。
缺点：稳压精度不高
应用：一切需要稳压的场所。
参数稳压器基本结构
利用铁芯材料饱和特性来突现输出电压基本稳定.
优点：工作可靠、过载能力强、输出短路时能自动保护、结构简单、稳压范围大.抗干扰能力强.
缺点：重量大、体积大、价格高、噪音大、铁芯温升高、对输入电源工作频率要求高.
应用：电脑相关产品、医疗监控系统、程序控制系统、自动测试设备、广播电视设备、邮电通讯设备、自动插件机、生产线、印刷设备、塑胶注射设备、自动取款机、SMT设备、科研试验等。
磁放大式交流稳压器基本结构
通过改变串联在自藕变压器的初级回路的磁放大变压器的磁阻来稳定输出电压.
优点：稳压精度高、响应时间快
缺点：重量大、体积大、价格高.
应用：精密电子设备、医疗设备、计算机房、实验室、产品老化及测试。