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浅析 传统电源类保护设备基本工作原理与现状 !

2023-09-14 责任编辑:未填 浏览数:20 B2B商机网|娇娇科技-免费b2b网站-免费的供求信息发布平台

核心提示:随着现代仪器设备及微电子技术的迅速发展,使人类生活变得更加便利,各种类型的用电器不断出现在人们眼前,对电源的要求也越来越高,相继出现了稳压电源、UPS电源、太阳能电源和程控电源等。全球的节能需求和电子设

随着现代仪器设备及微电子技术的迅速发展,使人类生活变得更加便利,各种类型的用电器不断出现在人们眼前,对电源的要求也越来越高,相继出现了稳压电源、UPS电源、太阳能电源和程控电源等。全球的节能需求和电子设备朝着高电源效率、低待机功率、高功率密度、高可靠性、高集成度和低成本方向去发展。今天就要介绍一下电源及电源保护技术对于实际运用有何意义。 


稳压电源: 

线性稳压电源的基本工作原理及其特点: 

直流稳压电源一般是线性稳压电源,由 50Hz 工频变压器、整流滤波器和串联调整稳压器等组成。它的特点是起电压调整功能的三极管始终工作在线性放大区,其原理框图如图 1-1 所示。 

1-1 

图 1-1 线性稳压电源原理框图 

其基本工作原理为:工频交流电源经过变压器降压、整流、滤波后,通过电压负反馈组成闭环控制,使工频交流电源成为稳定的直流电源 

这种稳压电源具有优良的纹波及动态响应特性,但同时存在以下缺点: 

(1)输入采用 50Hz 工频变压器,体积庞大。 

(2)串联调整稳压器(如图 1-1 所示的极管)工作在线性放大区内,损耗大、效率低。 

(3)过载能力差。 


开关稳压电源的基本工作原理 : 

开关稳压电源简称开关电源,在这种电源中,起电压调整,实现稳压控制功能的器件始终以开关方式工作。图 1-2 为输入/输出隔离的开关电源原理框图、 

1-2 

图 1-2 输入/输出隔离的开关电源原理框图 

其主电路的工作原理为: 50Hz 单相交流220V 电压或三相交流220V/380V 电压首先经防电磁干扰的电源滤波器滤波滤除电源的高次谐波后,直接整流滤波 (不经过工频变压器降压,滤波电路主要滤除整流后的低频脉动谐波),获得直流电压,然后再将此直流电压经变换电路变换为数十或数百千赫兹的高频方波电压或准方波电压,通过高频变压器隔离并降压(或升压)后,再经高频整流、滤波电路,最后输出直流电压。 


Ups电源: 

简要说明 UPS 工作原理: 

正常运行时,交流电输入经整流滤波电路变成恒定的直流电压,一方面给直流电池浮充,另一方面经逆变器后调制成交流脉冲波,再经滤波整形后输出稳定的工频交流电。当输入交流停电时,由直流电池组供电给逆变器工作,保持交流电源不会中断。当逆变故障,交流输出不正常时,输出电子开关断开,旁路电子开关闭合,负载由旁路交流供给。 


UPS 电源技术的现状: 

(1)目前 UPS 电源市场已趋成熟。使用 UPS 以提高供电系统可用性的观念,已经深入人心,被广泛接受。用户对于借助 UPS 供电系统提高供电质量的重要性,已经有了足够的重视。 

(2)安全性和可靠性。对于供电系统的故障是不可避免的,但是可以降低。安全性和可靠性仍然还是当前 UPS 供电系统待解决的主要方面。 

(3)衡量标准变迁。当前市场上各种型号规格的 UPS 已经基本上能够满足对负载供电的要求。UPS 的各项输出电性能指标,已经不再是影响负载正常运行的因素和购置时衡量性能优劣的主要标准了 

(4)应标本兼治。据数据统计系统故障总数中的半数以上都是由于配电系统中其他环节和设备的人为操作、安装问题和质量问题引起的,或是因为这些原因而诱发UPS 发生故障。所以我们要考虑在提高设备质量和技术的同时,应该注重配套技术人员的专业化的培训,缺乏专业的 UPS 电源维护人员,这也是 UPS 电源产生故障的一个重要的原因之一。仅仅提高 UPS 设备的可靠性,是不能从根本上解决整个供电系统的安全性和可靠性的,甚至不能最终构成不停电供电系 统。 

(5)故障修复迟缓。供电系统发生故障后,由于系统过于复杂、产品供应商反应速度、维修人员的技术水平和工作经验,备件储备和提供情况、故障原因的查找和分析等原因,使得系统故障得不到及时迅速修复,甚至找不到引发故障的真正原因。 


UPS 高频化技术: 

在技术先进的 UPS 中采用了 IGBT 和 VDMOSFET 等性能优良、工艺成熟的器件,工作频率提高到 16kHz,功率变换、电路频率的提高使得用于滤波的惯性元件,如: 电感、电容大量减小,其效率高达 94。5%,体积减小 1/3 至1/2,电压偏差<0。5%,动态响应<3%,总谐波失真度<2% (100% 非线性负载)可闻噪音等指标均得以大幅度提高。数字电路占 80%,可靠性大大加强。 


太阳能电源: 

太阳能光伏发电原理与组成 :

太阳光发电是指无需通过热力学过程直接将太阳光能转变成电能的发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。光伏发电是利用太阳能电池这种半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能,并使之转变成电能的直接发电方式,是当今太阳光发电的主流。时下,人们通常所说太阳光发电就是指太阳能光伏发电。 

由于太阳能光伏发电系统,是利用以光生伏打效应制成的,太阳能电池将太阳能直接转换成电能的,也叫做太阳能电池发电系统。它由太阳能电池方阵、控制器、蓄电池组、直流一交流逆变器等部分组成,其系统组成如图 2-1 所示。 

2-1 


太阳能光伏电池及其工作原理: 

太阳能光伏电池是一种依据半导体光电效应,亦即利用光电材料受光能照射后发生光电反应,进而实现能量转换的器件 (装置)。能产生光电效应的材料有许多种,如单晶硅、多晶硅、非晶硅、确化家、硒钢铜等,这些半导体材料的光电转换原理基本相同。本书中主要以硅基太阳能光伏电池为例讲述太阳能光伏电池的工作机理。 

光一电直接转换方式利用光电效应将太阳辐射能直接转换成电能,光一电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种基于光生伏特效应将太阳光能直接转化为电能的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,在外电路上产生电流。许多个太阳能电池串联或并联起来就可构成比较大输出功率的太阳能电池方阵。太阳能是一种大有前途的新型电源,具有永久性、清洁性和灵活性优点。太阳能电池寿命长,只要太阳存在,太阳能电池就可以一次投资而长期使用;与火力发电、核能发电相比,太阳能光伏发电不会引起环境污染,太阳能发电可以大中小并举大到百万千瓦的中型电站,小到只供一户用电的离网太阳能发电系统,这些特点是其他电源无法比拟的。 


程控电源: 

程控电源是一种可以通过特定的编程接口改变输出电流、电压和功率等参数的电源。程控电源通过微处理器、数字信号处理器、模拟电路等技术,并结合先进的控制算法和软件,实现对输出电流、电压和功率等多个参数的精确控制和调节。可编程电源分为开环控制和闭环控制两种方式。开环控制主要是指输出信号不再受到输入信号的控制,而直接从设定参数的控制器输出,这种方式的误差率会比较大。闭环控制通过将反馈信号与设定参数做比较,以实现参数的控制与调节,它的精度要高于开环控制。 

程控电源的控制器通常采用微处理器或其他控制器,它们可以通过编程来实现电源的控制。控制器可以根据需要调整电源的输出电压和电流,以满足不同的应用需求。此外,控制器还可以实现电源的开关、保护和监控等功能 程控电源的优点是可以实现精确的电源控制,可以根据需要调整电源的输出电压和电流,以满足不同的应用需求。此外,程控电源还可以实现电源的开关、保护和监控等功能,提高了电源的可靠性和安全性。 


产品特点 : 

1.电流源电压源一体。 

2.可进行电压、电流试验和检定。 

3.带回测功能,实时监控电源输出。 

4.工作温度范围宽。 

5.八路隔离,可靠性高。

6.超高精度: 0.01%。 

7.可配合标准功率电能表,对电能表的基本误差、潜动、起动进行校验和检定。 

8.微机控制,程控实现软启动,软停止,从而避免了对仪表的冲击和损坏。 

9.当操作失误,如电压短路、电流开路或接线错误时,可自动停止输出目报警提示你更正 

10.仪器全按健操作,所有按健程控设置,软件互锁,随意操作不会损坏。 

11.纯数字波形合成,纯数字调幅、移相、调频。准确、稳定、可靠。 

12.功放采用进口大功率VMOS器件,工作绝对可靠。 

13.采用单片微机控制,超大规模集成电路等技术,体积小、重量轻、技术含量高。

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