稳压器知识介绍

稳压器：它是一种能自动调整输出电压的供电电路或供电设备，其作用是将波动较大和达不到电器设备要求的电源电压稳定在它的设定值范围内，使各种电路或电器设备能在额定工作电压下正常工作。

稳压器有：大型的几十至几千千瓦的交流稳压器，是供给大型实验与工业、医疗设备的工作电源。也有小型的几瓦到几千瓦的交流稳压器，是为小型实验室或家庭电器提供高质量电源，

最初的电力稳压器是靠继电器的跳动稳定电压的。当电网电压出现波动时，电力稳压器的自动纠正电路启动，使内部继电器动作。迫使输出电压保持在设定值附近，这种电路优点是电路简单，缺点是稳压精度不高并且每一次继电器跳动换挡，都会使供电电源发生一次瞬时的中断并产生火花干扰。

这对电脑设备的读写工作干扰很大，容易造成电脑出现错误信号，严重时还会使硬盘损坏。

现在高质量的小型稳压器，大多采用电机拖动碳刷的方法稳定电压，这种稳压器对电器设备产生的干扰很小稳压精度相对较高。

由于部分电器中含有线圈组件，在通电初期会产生阻碍电流的涡流，涡流的产生既会削弱到电器启动时的瞬时电压，导致启动缓慢，又会加强断路后产生的瞬时电压，可能产生火花损坏电路。此时便需要一个稳压器来保护电路的正常运行。

稳压器由调压电路、控制电路、及伺服电机等组成，当输入电压或负载变化时，控制电路进行取样、比较、放大，然后驱动伺服电机转动，使调压器碳刷的位置改变，通过自动调整线圈匝数比，从而保持输出电压的稳定。容量较大的稳压器，还采用电压补偿的原理工作。

作用^[1]

随着社会飞速前进，用电设备与日俱增。但电力输配设施的老化和发展滞后，以及设计不良和供电不足等原因造成末端用户电压的过低，而线头用户则经常电压偏高，对用电设备特别是对电压要求严格的高新科技和精密设备，独如一颗不定时炸弹。市电系统作为公共电网，上面连接了成千上万各种各样的负载，其中一些较大的感性、容性、开关电源等负载不仅从电网中获得电能，还会反过来对电网本身造成影响，恶化电网或局部电网的供电品质，造成市电电压波形畸变或频率漂移。另外意外的自然和人为事故，如地震、雷击、输变电系统断路或短路，都会危害电力的正常供应，从而影响负载的正常工作。

不稳定的电压会使设备造成致命伤害或误动作，影响生产，造成交货期延误、品质不稳定等多方面损失。同时加速设备的老化、影响使用寿命甚至烧毁配件，使业主面临需要维修的困扰或短期内就要更新设备，浪费资源；严重者甚至发生安全事故，造成不可估量的损失。

根据电力专家的测试，电网中经常发生并且对电脑和精密仪器产生干扰或破坏的问题主要有以下几种：

⒈电涌（power surges）：指输出电压有效值高于额定值110%，而且持续时间达一个或数个周期。电涌主要是由于在电网上连接的大型电气设备关机时，电网因突然卸载而产生的高压。

⒉高压尖脉冲（high voltage spikes）：指峰值达6000v，持续时间从万分之一秒至二分之一周期（10ms）的电压。这主要由于雷击、电弧放电、静态放电或大型电气设备的开关操作而产生。

⒊暂态过电压（switching transients）：指峰值电压高达 20000V，但持续时间界于百万分之一秒至万分之一秒的脉冲电压。其主要原因及可能造成的破坏类似于高压尖脉冲，只是在解决方法上会有区别。

⒋电压下陷(power sags）：指市电电压有效值介于额定值的80%至85%之间的低压状态，并且持续时间达一个到数个周期。大型设备开机，大型电动机启动，或大型电力变压器接入都可能造成这种问题。

⒌电线噪声（electrical line noise）：系指射频干扰(RFI）和电磁干扰（EFI）以及其它各种高频干扰。马达的运行、继电器的动作、马达控制器的工作、广播发射、微波辐射、以及电气风暴等，都会引起线噪声干扰。

⒍频率偏移（frequency variation）：系指市电频率的变化超过3Hz以上。这主要由应急发电机的不稳定运行，或由频率不稳定的电源供电所致。

所以使用稳压器，对用电设备特别是对电压要求严格的高新科技和精密设备来说是必不可少的。

项目单相三相（三相四线制，分调式）

稳压器输入电压范围160V～250V 相电压为160V ～ 250V

线电压为280V ～ 430V

稳压器输出电压 220V或110V 相电压220V线电压380V

稳压器过电压保护值 246V±4V 相电压246V±4V（以相电压为准）

线电压426V

稳压器稳 压 精 度 ±3%

A.稳压器有一个输入电压适应范围。IEC标准为输入电压在额定值的±10范围内变化.超出范围即自动声光报警且不能使输出电压稳定在要求范围内.

B.输出电压调整率，是输入电压的变化而引起输出量变化的效应﹐当负载为额定值时﹐将输入电压按源电压范围由额定值向上调到上限值和往下限值，测量输出电压的最大变化量（±）。此值越小越好﹐是衡量交流稳压器性能的重要指标。

C.负载调整率：是负载的变化引起输出量变化的效应。改变负载电流大小﹐测量输出电压的变化量（±）。此值越小越好﹐也是衡量交流稳压器性能的重要指标。

D.输出电压相对谐波含量（亦称输出电压失真度），通常用THD表示，是谐波含量的总有效值与基波有效值之比﹐当负载为额定值﹑输入电压失真度满足基准条件时（一般应小于3）﹐在输入电压为最低值﹑额定值和最高值时测量输出电压失真度﹐取其最大者.此值越小越好.

E.效率：是输出的有功功率P0与输入的有功功率Pi之比（百分数）﹐

F.负载功率因素

稳压器容量都用伏安（VA）或千伏安（KVA）值表示﹐是负载中除纯电阻性负载外﹐还有感性和容性负载﹐即负载中除有功功率外﹐还有无功功率。这个指针反映了交流稳压电源带感性及容性负载的能力。

一般交流稳压电源，负载功率因素cosφ为0.8﹐当产品为1KW时﹐输出的有功功率（即带阻性负载的能力）最大为800W.如果产品用1KW表示时（cosφ仍为0.8）﹐可输出有功功率1KW﹐这时可输出的功率S=1000/0.8=1250VA。负载功率因素数值较小时﹐表示电源设备适应电抗性负载的能力较强。

G.交流稳压器的参数还有输出功率﹑输入频率﹑源频率效应﹑随机偏差（时间漂移）﹑空载输入功率﹑源功率因素（此值与负载功率因素不同﹐希望越大越好﹐最大为1）﹑源电流相对谐波含量﹑音频噪声等项﹐三相交流稳压电源﹐还有三相输出电压不平衡度等﹐这些指针的定义及测试方法可参考有关标准。

稳压器可广泛应用于：工矿企业、油田、铁路、建筑工地、学校、医院、邮电、宾馆、科研等部门的电子计算机、精密机床、计算机断层扫描摄影（CT）、精密仪器、试验装置、电梯照明、进口设备及生产流水线等需要电源稳定电压的场所。也适应于电源电压过低或过高、波动幅度大的低压配电网末端的用户及负载变动大的用电设备，特别适用于一切对电网波形要求高的稳压用电场所。大功率补偿式电力稳压器可接火力、水力、小型发电机。

根据稳压器的输出性质不同，一般把稳压器分为交流稳压器（交流稳压电源）和直流稳压器（直流稳压电源）两大类。以下着重介绍直流稳压电源，简称稳压电源。

根据调整管的工作状态，常把稳压电源分成两类：线性稳压电源和开关稳压电源。此外，还有一种使用稳压管的小电源。

开关稳压器使用输出级，重复切换“开”和“关”状态，与能量存贮部件（电容器和感应器）一起产生输出电压。它的调整是通过根据输出电压的反馈样本来调整切换定时来实现的。在固定频率的稳压器中，通过调节开关电压的脉冲宽度来调节切换定时，这就是所谓的 PWM 控制。在门控振荡器或脉冲模式稳压器中，开关脉冲的宽度和频率保持恒定，但是，输出开关的“开”或“关”由反馈控制。

根据开关和能量存贮部件的排列，产生的输出电压可以大于或小于输入电压，并且可以用一个稳压器产生多个输出电压。在大多数情况下，在同样的输入电压和输出电压要求下，脉冲（降压）开关稳压器比线性稳压器转换电源的效率更高。补偿式---高精度交流补偿式稳压电源（单相0.5kVA及以上，三相1.5kVA及以上）有补偿变压器，有110V输出。

LDO 是一种线性稳压器。线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或 FET，从应用的输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输出电压。所谓压降电压，是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下 100mV 之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值。正输出电压的 LDO（低压降）稳压器通常使用功率晶体管（也称为传递设备）作为 PNP。这种晶体管允许饱和，所以稳压器可以有一个非常低的压降电压，通常为 200mV 左右；与之相比，使用 NPN 复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为 2V 左右。负输出 LDO 使用 NPN 作为它的传递设备，其运行模式与正输出 LDO 的 PNP设备类似。

更新的发展使用 CMOS功率晶体管，它能够提供最低的压降电压。使用 CMOS，通过稳压器的唯一电压压降是电源设备负载电流的 ON 电阻造成的。如果负载较小，这种方式产生的压降只有几十毫伏。

一个典型的开关电容式转换器包括四个大型 MOS 开关，其开关顺序为典型的开关、加倍或减半输入电源电压。能量的传递与存贮由外部电容器提供。

在开关周期的第一部分，输入电压作用于一个电容器（C1）。在开关周期的第二部分，电荷从 C1 传送到第二个电容器 C2 上。最传统的开关电容式转换器的构造是一个反用换流器，其中 C2 具有一个接地正端，其负端传递负输出电压。经过几个周期之后，通过 C2 的电压将被施加到输入电压。假设 C2 上没有负载、开关上没有损耗并且在电容器中没有连续的电阻，则输出电压将正好是输入电压的负数。在现实中，电荷传送的效率（以及由此导致的输出电压的精确性）取决于开关频率、开关的电阻、电容器的值和连续电阻。一种类似的拓扑结构倍压器使用相同的开关和电容器组，但更改了接地连接和输入电压。其它更复杂的变种产品使用附加开关和电容器实现输入电压与输出电压的其它变换比率，并且在一些情况下，使用专门的开关次序来产生分数关系（例如 3/2）。在各种最简单的形式中，开关电容式转换器是不具备稳压功能的。一些新的 National 半导体开关电容式转换器具有自动调节的增益级别以产生经过稳压的输出；其它开关电容式转换器使用一个内置的低压降线性稳压器产生未经过稳压的输出。

错误标记是一个集电极开路输出，当经过稳压的输出电压低于额定输出电压 5%（典型的）时，它会发出

一个信号。开始时，错误标记为低，直到输出电压达到额定输出电压的 95% 为止。在一些情况下，电源转换中出现的错误标记会有延迟。这个延迟是由外部电容器设置的，并可用作开机重置功能将微处理器重新设置为加电。如果显示状态“错误”，输出电压为低情况使得集电极开路的输出为高（标记晶体管显示 OFF）。当输出电压在额定电压上下 5% 范围以内时，此标记输出为低。

“开/关”或“停机”功能使稳压器能够在带电的情况下打开或关闭。尽管在“关闭”或“停机”模式下，稳压器的供给电流因为输出被禁用而降至一个较低的级别，但是内部偏置电路仍处于运行状态。当重新启用之后，稳压器将以比输入电压关闭又打开的情况下快得多的速度重新对输出电压进行稳压。如果显示在”开”的状态，则稳压器将被逻辑高电平启动。否则，将被逻辑低电平启动。

在开关稳压器和开关电容式转换器中，使用一个内部振荡器来设置输出晶体管的开关频率。该开关频率的值可以确定转换器中使用的某些外部组件，确定转换器产生的噪音的频率，并影响转换器的性能。某些转换器允许通过调整内部震荡器频率（“频率调整”）或通过同步振荡器与外部电源（“同步”）来更改开关频率。一般来说，通过提高开关频率，可以在转换器输出级中使用较小的部件（电容器，感应器）。这可能降低转换器的效率，因为增加了开关损耗，除非同时使用更高质量的部件。性能良好的更高频率的转换器将比频率较低的转换器具有更快的瞬时响应。如果一个板上有几个转换器，则通常最好将它们同步到一个公共源。这可以控制整个批量产生的噪音，并尽量减小可能产生的任何“敲击频率”。这个问题对于高功率转换器（例如 5W 或更高功率）通常很重要。在许多情况下，开关频率只能从其预设值增加。产品数据表将标出该功能的频率范围。

交流稳压电源是以输出视在功率（kVA）为标称额定容量，而一般情况下负载都不是纯电阻性的，即功率因数COS￠≠1，稳压器实际能输出的有功功率kW=容量（kVA）×COS￠。所以在实际选型时要按用电设备的额定功率、功率因数和负载类型等具体情况来合理选择稳压电源，其输出功率应留有适当余量，特别是冲击性负载选型时余量要更大，具体选型安全系数见下表

负载性质设备类型 安全系数 选择稳压电源容量

纯阻性负载 白炽灯、电阻丝、电炉等设备 1.25~1.5 1.25~1.5倍负载总功率

感性、容性负载 荧光灯具、风机、电动机、水泵、空调、电脑、电冰箱等 2 ~ 3 ≥2~3倍负载总功率

大电感性、电容性负载（如电动机、电脑）环境下，选型时应考虑负载的起动电流特别大（达额定电流的5~8倍），所以选择稳压器容量时应是负载功率的2.5~3倍。

如：三相电机2.2kW 1台，5.5 kW 1台，选用稳压器时，容量≥（2.2kW+5.5 kW）×2.5=19.25 kVA，即至少要选用三相SJW-20 kVA以上产品的稳压器。

自耦式稳压器（单相0.5kVA~3kVA、10k卧式及以下，三相9kVA及以下）当输入相电压低于198V时，输出容量就开始下降；输入相电压等于160V时，下降到稳压器额定容量的50%。所以在电源电压的低端特别要注意减轻负载降额使用，以免使稳压器过载烧毁；

自耦式稳压器能够同时输出220V和110V两种电压。但即使是全部由110V输出时，稳压器所带负载也不能超过额定容量的50%，否则就是过载使用。

⒈将稳压器输入接到配电板上，并在用户配电板上安上符合本仪器功率保率的保险丝，以确保用电安全。^[2]

⒉将用电设备的电源接到本仪器的输出端子上，注意用电器的额定输入电压值应与稳压器的输出一致，切勿接错。

⒊先开启稳压器的电源开关，工作指示灯亮。观察电压表指示值是否正常。输出电压正常时，再开启用电设备电源开关，本稳压器即 能自动调整电压，正常供电。

⒋当用电设备长期不用时，请关闭用电设备的电源开关，以减少耗电和延长稳压器的使用寿命。

⒌稳压器不得过载使用。市电电压较低时，输出容量减少，应相应减少稳压器负载。

⒍当选用电器有冰箱、空调、水泵等有电机运转的设备时，应选择3倍以上容量的稳压器，以免设备启动电流超过稳压器保险丝电流 或过流保护断路器电流使稳压器保险丝熔断或断路器跳闸或压降太大而无法工作。

⒎与稳压器连接的导线应有足够载面，防止发热和减少压降。容量2KVA以上的稳压器采用端子连接，应选用单根铜质导线，并尽量拧 紧端子螺丝，防止连接处发热。

⒏无论是单相或三相稳压器，在接好所有输入输出线后，应先关掉负载的电源开关，再开启稳压器，检查输出电压正常后，再开启负 载的电源开关。

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。

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。

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。

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。

主要特点：

SBW5B -YL型单、三相净化电源是稳压与抗干扰融合一体的交流稳压电源，

智能净化稳压器它不仅具有稳压精度高、效率高、响应快、可靠性好、噪声低、体积小、重量轻等特点，而且能有效地仰制电网中的尖峰电压和各种噪声干扰。

可以广泛的应用在计算机、复印机、音像设备、医疗设备、计量设备、工业设备、办公设备、电子仪器和自动化控制系统的理想供电设备。

SBW5B -YL单相净化稳压器

规 格 产品尺寸（cm) 重量（kg) 规 格 产品尺寸（cm) 重量（kg)

JJW-1KVA 30×13×27 10 JJW-10KVA 48×21×44 33

JJW-2KVA 40×19×37 16 JJW-15KVA 55×27×53 55

JJW-3KVA 40×19×37 18 JJW-20KVA 55×27×53 63

JJW-5KVA 48×21×40 26 JJW-30KVA 60×45×100 96

SBW5B -YL三相净化稳压器

规 格 产品尺寸（cm) 重量（kg) 规 格 产品尺寸（cm) 重量（kg)

JSW-3KVA 48×21×44 34 JSW-100KVA 80×55×140 310

JSW-6KVA 50×25×58 46 JSW-150KVA 100×60×180 370

JSW-10KVA 55×27×73 61 JSW-180KVA 100×60×180 550

JSW-15KVA 60×45×100 105 JSW-225KVA 110×70×200 800

JSW-30KVA 60×45×100 130 JSW-300KVA 110×70×200 920

JSW-60KVA 70×50×130 240