60年代開始,由于微電子技術(shù)的快速發(fā)展,出現(xiàn)了高反壓的晶體管,從此直流變換器就可以直接由市電經(jīng)整流、濾波后輸入,不再需要工頻變壓器降壓了,從而極大地擴大了它的應(yīng)用范圍,并在此基礎(chǔ)上誕生了無工頻降壓變壓器的開關(guān)電源。省掉了工頻變壓器,又使開關(guān)穩(wěn)壓電源的體積和重量大為減小,開關(guān)穩(wěn)壓電源才真正做到了效率高、體積小、重量輕。
工頻交流電源經(jīng)過變壓器降壓、 整流、濾波后成為一穩(wěn)定的直流電。圖中其余部分是起電壓調(diào)節(jié),實現(xiàn)穩(wěn)壓作用的控制部分。電源接上負載后,通過采樣電路獲得輸出電壓,將此輸出電壓和基準電壓進行比較。如果輸出電壓小于基準電壓,則將誤差值經(jīng)過放大電路放大后送入調(diào)節(jié)器的輸入端,通過調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)使輸出電壓增加,直到和基準值相等;如果輸出電壓大于基準電壓,則通過調(diào)節(jié)器使輸出減小。
直流電源又稱直流穩(wěn)壓器。它的供電電壓大都是交流電壓,當交流供電電壓的電壓或輸出負載電阻變化時,穩(wěn)壓器的直接輸出電壓都能保持穩(wěn)定。穩(wěn)壓器的參數(shù)有電壓穩(wěn)定度、紋波系數(shù)和響應(yīng)速度等。前者表示輸入電壓的變化對輸出電壓的影響。紋波系數(shù)表示在額定工作情況下,輸出電壓中交流分量的大小;后者表示輸入電壓或負載急劇變化時,電壓回到正常值所需時間。直流穩(wěn)壓電源分連續(xù)導(dǎo)電式與開關(guān)式兩類。前者由工頻變壓器把單相或三相交流電壓變到適當值,然后經(jīng)整流、濾波,獲得不穩(wěn)定的直流電源,再經(jīng)穩(wěn)壓電路得到穩(wěn)定電壓(或電流)。這種電源線路簡單、紋波小、相互干擾小,但體積大、耗材多,效率低(常低于40%~60%)。后者以改變調(diào)整元件(或開關(guān))的通斷時間比來調(diào)節(jié)輸出電壓,從而達到穩(wěn)壓。這類電源功耗小,效率可達85%左右,但缺點是紋波大、相互干擾大。所以,80年代以來發(fā)展迅速。
穩(wěn)壓電源應(yīng)在室內(nèi)通風干燥處使用,其使用條件要求較嚴,安裝場所應(yīng)無嚴重影響穩(wěn)壓器絕緣性能的氣體、蒸汽、化學(xué)性沉積、灰塵、油膩污垢及其它爆炸性和腐蝕性介質(zhì),應(yīng)無嚴重振動顛簸。
穩(wěn)壓電源在到達安裝場所過程中,應(yīng)輕裝輕放,穩(wěn)壓器應(yīng)始終處于垂直向上狀態(tài),不得經(jīng)受風、雪、冰、雹。