1955年美國的科學(xué)家羅那(G.H.Royer)首先研制成功了利用磁芯的飽和來進(jìn)行自激振蕩的晶體管直流變換器。此后,利用這一技術(shù)的各種形式、精益求精的直流變換器不斷涌現(xiàn),從而取代了早期采用的壽命短、可靠性差、轉(zhuǎn)換效率低的旋轉(zhuǎn)和機(jī)械振子示換流設(shè)備。由于晶體管直流變換器中的功率晶體管工作在開關(guān)狀態(tài),由此而制成的穩(wěn)壓電源輸出的組數(shù)多、極性可變、效率高、體積小、重量輕,因而當(dāng)時(shí)被廣泛地應(yīng)用于航天及軍事電子設(shè)備。由于那時(shí)的微電子設(shè)備及技術(shù)十分落后,不能制作出耐壓高、開關(guān)速度較高、功率較大的晶體管,所以這個(gè)時(shí)期的直流變換器只能采用低電壓輸入,并且轉(zhuǎn)換的速度也不是太高。
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(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓作用的控制部分。電源接上負(fù)載后,通過采樣電路獲得輸出電壓,將此輸出電壓和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。如果輸出電壓小于基準(zhǔn)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(zhǔn)值相等;如果輸出電壓大于基準(zhǔn)電壓,則通過調(diào)節(jié)器使輸出減小。
開關(guān)穩(wěn)壓電源的缺點(diǎn)是存在較為嚴(yán)重的開關(guān)干擾。開關(guān)穩(wěn)壓電源中,功率調(diào)整開關(guān)晶體管V工作在開關(guān)狀態(tài),它產(chǎn)生的交流電壓和電流通過電路中的其他元器件產(chǎn)生尖峰干擾和諧振干擾,這些干擾如果不采取一定的措施進(jìn)行抑制、消除和屏蔽,就會(huì)嚴(yán)重地影響整機(jī)的正常工作。此外由于開關(guān)穩(wěn)壓電源振蕩器沒有工頻變壓器的隔離,這些干擾就會(huì)串入工頻電網(wǎng),使附近的其他電子儀器、設(shè)備和家用電器受到嚴(yán)重的干擾。
常用的穩(wěn)壓電源有:①鐵磁諧振式交流穩(wěn)壓器。由飽和扼流圈與相應(yīng)的電容器組成,具有恒壓伏安特性。②磁放大器式交流穩(wěn)壓器。將磁放大器和自耦變壓器串聯(lián)而成,利用電子線路改變磁放大器的阻抗以穩(wěn)定輸出電壓。③滑動(dòng)式交流穩(wěn)壓器。通過改變變壓器滑動(dòng)接點(diǎn)位置穩(wěn)定輸出電壓。④感應(yīng)式交流穩(wěn)壓器??扛淖冏儔浩鞔?、初級(jí)電壓的相位差,使輸出交流電壓穩(wěn)定。⑤晶閘管交流穩(wěn)壓器。用晶閘管作功率調(diào)整元件。穩(wěn)定度高、反應(yīng)快且無噪聲。但對(duì)通信設(shè)備和電子設(shè)備造成干擾。20世紀(jì)80年代以后,又出現(xiàn)3種新型交流穩(wěn)壓電源:補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器。數(shù)控式和步進(jìn)式交流穩(wěn)壓器。凈化式交流穩(wěn)壓器。具有良好隔離作用,可消除來自電網(wǎng)的尖峰干擾。