04.22 電源調壓五種方式之大PK

  • 我們有時候需要的電源電壓不一定正合適,要麼過高,要麼過低;這就需要採取措施將電壓調整到合適值。常見的調壓方式有變壓器變壓(以及自耦變壓器)、電阻降壓(以及可變電阻器)、電容調壓、電感調壓、可控硅調壓。五種方式哪種比較強?適合哪些地方?下面開始PK!

  • 一、變壓器變壓:變壓器最主要的功能就是變換電壓、傳輸電能,可以升高電壓,也可以降低電壓;根據不同的電壓、功率需要繞制不同變比、匝數的變壓器。輸出功率可以做的很大,在較大功率的電源中常用它來降壓、升壓,能將初級電源與次級負載隔離開來,對安全有利。缺點是體積大、有能耗(鐵損、銅損)、成本高、噪音大(大功率變壓器)、只能輸出固定的電壓,不能調節,只適合交流變壓。在小功率電源中有被其它降壓方式代替的趨勢。自耦變壓器的優點是電壓可以方便的進行調節,但初次級共用一組線圈,並未隔離電源,不能用作安全變壓器使用。當然還有其它特殊變壓器,比如互感器、電焊機等仍然廣泛應用於生產生活當中。以及開關變壓器中的高頻變壓器應用非常普遍。

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電源變壓器

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變壓器原理圖

  • 二、電阻降壓:這是一種在電子電路中應用非常普遍的降壓方式,通過串聯電阻實現分壓、限流作用;通過並聯電阻實現分流作用;通過可變電阻可以方便的調節電壓,交直流均可實現調壓;缺點是電阻是一種耗能元件,會發熱,較大功率的電阻體積大;適用於小功率、小電壓電路,反之就很不划算了;如下圖萬用表電路圖中的分壓、限流、分流電阻。

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電阻器調壓

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萬用表中的電阻

  • 三、電容降壓。電容降壓功能是與生俱來的,只不過是現在的製造技術有了飛躍發展,電容的耐壓、容量提高,體積減小、成本降低,因此其得到了廣泛的應用。通過電容的電流I=U/XL,而容抗Xc=1/2πfc,由此可知電容容量越大,容抗越小,當電阻等負載與其串聯在一起,電容就起到了分壓作用。優點:體積小、成本低、電路簡單;缺點:電流較小,因為如果增加電流,容量要增加,相應的電容體積、成本就會增加,不划算了,另外需要增加一些安全措施;適合於小功率、小電流電器設備;另外只對交流電有降壓有作用;

電源調壓五種方式之大PK

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電容降壓電路板

  • 四、電感降壓。電感降壓應用比較早,我們曾經用過的日光燈上面的鎮流器就是典型的降壓電感。在電風扇調速器就是電感抽頭製作的;其降壓原理同電容其感抗XL=2πf,交流電通過時會有阻抗,並有壓降;整流電路中的濾波電感,實際上也是起降壓作用,其將交流成分降低;電感降壓的缺點是體積大、有能耗(因為任何一個電感都不可能是純電感,其總是有電阻存在的,因此會有損耗),只能有級調壓,只適合於交流電,現在也有被可控硅淘汰的趨勢。現在電感主要用於電源中的儲能;整流電路中用於濾波;

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電感降壓

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日光燈中的鎮流器

  • 五、可控硅調壓。這種調壓方式可以實現無級調壓,中直流電動機調速、電燈調光等電路中的應用十分廣泛,有單向可控硅、雙向可控硅,接線方式也很靈活,體積小;隨著大功率可控硅的的製造,應用更加廣泛;缺點是電路相對複雜一些;元件需要多一些。

電源調壓五種方式之大PK

雙向可控硅調光電路圖

  • 綜上所述,五種調壓方式各有特點,應用場合有差異,不能籠統說哪個厲害;

  • 需要指出的是以上的調壓只是針對電源而言的,也就是處理供電方面的,如果是信號處理,那就另當別論了。


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