服务热线:400-0755-049| 官方微信扫一扫关注官方微信| 网站地图

深圳市鑫诺尔科技有限公司

新闻中心

直流稳压电源类型分析

2020-02-27(269)次浏览

1.线性直流稳压电源

  1)晶体管串联式直流稳压电源:晶体管串联式直流稳压电源工作在线性放大状态,因而具有反应迅速,电压稳定度和负载稳定度高,输出纹波电压小,噪声小。在电路技术方面,其控制电路所用的元件少。对调整管的开关特性,滤波器的高频性能等无特别要求,所以可靠性高。

  串联式稳压电源的严重缺点是效率低。要提高效率就必须降低调整管上的压降,减少在调整管上的损耗。解决的办法:①PNP和NPN晶体管互补:串联式稳压电源输出电源电流较大时,通常调整管都要接成共集电极的达林顿组合管。因为在晶体管电参数相同情况下在保持电流放大倍数相等的情况下,互补连接的组合调整管的集射极压降减少了,因而电源的效率得到提高;②偏置法:一般共集电极组合管集射间的压降一定程度上取决偏置电流。采用偏置连接法当输出电流一定时可以有效的提高电源效率;③开关稳压器作前置予调节:在输入-输出电压差比较大,输出电流也比较大的场合,采用开关稳压器作串联式稳压器的前置予调节也是提高电源效率的有效办法。开关予调节还可以设置在电源变压器的原边。

  2)集成线性稳压器发展:早期市场集成稳压器的厂家很多,产量大、应用广泛。主要有半导体单片式集成稳压器和混合式集成稳压器两大类。它们的电路形式、直流稳压电源封装、电压及电流的规格都是多种多样的。集成稳压器可分为定电压的,可调的,跟踪的和浮动的。但是不管哪一种形式,它们通常由基准电压源,比较放大器,调整元件即功率晶体三极管和某种形式的限流电路组成。有些集成稳压器内部还有逻辑关闭电路和热截止电路。集成稳压器与由分立元件组成的稳压器比较,集成稳压器的优点非常明显,成本低,体积小,使用方便,性能好,可靠性高。

  3)恒流源网络稳压电源技术:采用恒流网络稳压是目前串联稳压电源的有一特点。采用恒流网络可以有效地提高电源的稳定性。集成稳压器中普遍采用了恒流网络。分立元件组成的串联稳压器也愈来愈多地运用恒流技术。使用晶体管场效应管和恒流二极管等元件可以实现恒流。恒流二极管在分立元件的串联稳压器中使用更为方便。

直流稳压电源

  2. 开关直流稳压电源

  开关式直流稳压电源指其功率调整元件以“开”、“关”方式工作的一种直流稳压电源。早期的磁放大器开关直流稳压电源是利用铁芯的“饱和”、“非饱和”两种状态进行“开”、“关”控制,那是一种低频磁放大器。在此过程中出现的可控硅相控整流稳压电源也属于开关直流稳压电源。随后,高频开关功率变换技术得到了快速发展,这主要是指变换器方式的高频开关直流稳压电源。上个世纪90年代电力电子技术、PWM等技术的日趋成熟,直流开关电源和交流开关电源已成为主导市场。电力电子技术是利用电力电子技术对电能进行控制和转换的学科。它包括电力电子器件 、变流电路和控制电路三个部分,是电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的交叉学科。随着科学技术的发展,电力电子技术由于和现代控制理论、材料科学、电机工程、微电 子技术等许多领域密切相关,已逐步发展成为一门多学科相互渗透的综合性技术学科。

  1)无工频变压器化:省掉工频电源变压器而采用直接从电网整流输入方式是开关电源减少体积和重量的一个重要措施。无工频变压器化已成为当代先进开关电源的一个特点。无工频变压器的开关电源与各种有工频变压器的直流稳压电源相比,其突出优点是体积小、重量、效率高。开关电源的电路形式已多种多样了。就调制技术而言有脉宽调制型、频率调制型、混合调制型,其中脉宽调制占绝大多数。目前出现了完全无变压器的开关电源,即连高频变换器都不需要。这种电源的最大特点是体积还可比现在的无工频变压器开关电源小的多,而且没有绕制的变压器这一类器件,可以集成电路工艺制作。

  2)开关电源高频化:现代开关电源的一个显著特点是开关频率不断提高,不管是晶体管开关电源、可控硅开关电源还是场效应管开关电源都是向高频化方向发展。随着功率IGBT和MOSFET的出现,开关电源的工作频率已从早期典型的20KHz逐步提高到兆赫范围甚至G赫范围。

  3)控制电路集成化:早期开关电源的控制电路是用分立元件构成的。这样,电路设计复杂,调试维修麻烦,影响开关电源的推广应用。为了适应开关电源的迅速发展,集成化的开关电源控制电路被研制成功,而且功能愈加完善。开关电源控制电路集成化,大大简化了开关电源的设计,提高了开关电源的电性能和可靠性,而且体积小,降低成本。

  4)主要元器件高频化:为了适应开关电源迅速发展的需要,开关电源所用的主要元器件的发展也很快,其主要目标是高频化。开关电源中的开关元件-功率晶体管、可控硅和场效应管都在提高看工作频率方面取得了成绩。但是最引人注目的是功率管IGBT复合管,MOSFET场效应管的出现,它不仅开关频率提高到1MHz-1GHz,而且开关特性好,所需驱动功率小,不存在二次就穿,能防止热奔等特殊优点。另外大电流肖特基势垒的出现大大改善了低电压电流开关电源的整流效率,它具有开关速度快、反向恢复时间短,正向压降地等优点。在滤波过程中,电容器等器件也要在材料、结构工艺诸方面进行研制,以适应开关电源高频化的要求。

  5)全数字化控制:直流稳压电源开关电源的控制已经由模拟控制,模数混合控制,进入到全数字控制阶段。全数字控制是一个新的发展趋势,已经在许多功率变换设备中得到应用。但是过去数字控制在DC/DC变换器中用得较少。近两年来,开关电源的高性能全数字控制芯片已经开发,费用也已降到比较合理的水平,欧美已有多家公司开发并制造出开关变换器的数字控制芯片及软件。全数字控制的优点是:数字信号与混合模数信号相比可以标定更小的量,芯片价格也更低廉;对电流检测误差可以进行精确的数字校正,电压检测也更精确;可以实现快速,灵活的控制设计。