ups电源在并联调整电路的参数

ups电源当电源电压为负半周，变压器次级上端为负下端为正，二极管VD，截止，VD，导通，电 直流容G被充电，其充电电压为变压器次级电压与电容C，电压之和。如果电容C，的容量足够大，则电容C，上电压可充至2、20，为一般ups电源输出电压的两倍。 线 性以上分析是不接负载的情况。如果接上负载，当负载电流较大时，变压器次级电压和 稳电容C.上电压串联起来对C。充电时，C；上的电压就会发生显著的变化(逐渐降低)，C上 压的充电电压就会达不到2、/27，输出电压也就达不到二倍压，且负载电流越大，这现象越严 源 电重。为了增加倍压效果，所选电容的电容量应该随负载电流的增大而加大。也可说这种ups电源适用小电流的情况。作为估算，电容与其两端等效负载电阻的乘积(RC为时间常数)，应等于交流电压一个周期的5倍以上。如果要得到更高的电压，可进行多次倍压整流。图2.7为多次倍压ups电源。只要把更多的电容串联起来，并按排相应的二极管分别给它们充电，就可以得到更多倍的直流输出电压。多次倍压ups电源在图2.7中，当4：为正半周时，VD，导通，4通过VD，向电容C，充电，充电电压4a=，2U，而在4的负半周VD，截止，VD。导通，uz与ua相加后通过VD，向电容C：充电，充电电压4a=2、20。当u，的第二个正半周来到时，VD，再次导通，并向C，再次充电，补充它在VD。导通时所泄放的电荷，同时加在VD。上的电压为正向电压使VD，导通，向C。充电，充电电压ug=4+ua-4a=2/2U；第二负半周时，VD，再次导通，并向C。再次充电，补充其电荷，同时加在VD。的电压为正向使VD。导通，向C。充电，充电电压4a=4：+4a+ua-ua=2、2U。以后正负半周以此类推，也就是4a正半周，VD，、VD，、VD，……导通，C、C、C，……充电。而在u，的负半周VD、VD、VD。……导通，Cz、C、C。……充电。最后只要负载接到有关电容组的两端就可以得到相应的多倍直流电压。将单相桥式ups电源的4只二极管制作在一起，封成一个器件称为整流桥。常用的整流组合元件有半桥堆和全桥堆。半桥堆的内部是由两个二极管组成，如图2.8所示；而全桥堆的内部是由4个二极管组成，如图2.9所示。


ups电源来看，无论哪种ups电源，它们的输出电压都会有较大的脉动成分。尽管全波ups电源的纹波系数较之半波有了很大进步，但用它去给电子设备供电，其纹波成分仍是无法接受的，它会使电子设备工作不正常，并引起很大交流声。因此，需要进一步对脉动波形进行平滑，以便接近理想的直流电压。这样的措施就是滤波，实现这种措施的电路就是滤波电路。电容和电感是组成滤波电路的重要元件。这里介绍几种常用的滤波电路。ups电源假定在t=0时接通电路，为正半周，当u，由零上升时，VD，、VD、导通，C被充电，因此u。=uc=u，在u，达到最大值时，u。也达到最大值，见图2.10(b)中a点，然后u下降，此时uc＞4z，VD，、VD，截止，电容C向负载电阻R放电，由于放电时间常数r=R、C一般较大，电容电压uc按指数规律缓慢下降。当u。(ue)下降到图2.10(b)中b点后，4＞uc，VD、VD。导通，电容C再次被充电，输出电压增大，以后重复上述充、放电过程。ups电源接入滤波电容后，不仅使输出电压变得平滑、纹波显著减小，还使输出电压的平均值增大了。


ups电源自感电动势的作用以阻碍电流的减小，同时释放能量，使电流变化率减小。这样一来，电流的变化率小了，电压的脉动程度也得到了良好的抑制。所以，电感可以起到平滑电流的作用。电感量L愈大，负载R，愈小，输出直流电压就愈平稳，滤波效果就愈好，也就是说电感滤波较适用于输出电流较大和负载变化大的场合。如果忽略电感线圈的电阻时，输出电压的平均值Uay)=0.9U，与不加电感的全波ups电源一样。与电容速波相比较，电感滤波一个显著的特点，就是整流管的导电角大，流过二极管的峰值电流小，平均值大，输出特性平坦，其缺点是体积大、笨重、成本高。如果要求输出电流较大，输出电压脉动很小时，可在电感滤波电路之后再加电容C，组成诚波电路，这种电路不论对小电流和大电流的负载都能起到很好的滤波效果。


ups电源在并联调整电路的参数(R，值)变化时，只能引起电路中总的电流值的变化；而输入的是电压信号，因此，必须在电路中串联一电阻R，使调整元件所引起的电流变化转换成电压的变化，去抵消输入电压U的变化。串联的R值越大，抵消作用越强。所示的并联调整电路，当输人的电压变化时，为了保证输出电压的稳定，必须由人适当地调节R。值。通常输入电压U总是有些波动的，这样，就需要人经常调节电阻Rz。这种稳压调节的方法很不方便。图2.15(b)所示的稳压电路中的Rz，若用稳压管代替，利用了稳压管的工作特性，就可达到自动调节的作用。如图2.15(c)所示。需要说明的是：若限流电阻R阻值大，则对输入电压变化的抵消作用强；若稳压管的动态电阻小，起调节作用的稳压管的电流变化时，稳压管两端的电压，即输出电压的变化小；但是当限流电阻R阻值大时，在R上要降落U，的很大部分电压，以及消耗较多的功率，因此效率低。所以，这种稳压电路往往用于小电流的场合。两级稳压管稳压电路进行稳压，将稳压后的一组 图2.16 两级稳压管稳压电路+12V和一级-12V，作为运算放大器的电源。在图2.17所示的线路中，第一级稳压电路中采用两个型号为2CW60的稳压管串接，而不是选用一稳定电压为2CW60管2倍的稳压管，这是由于在这仪器中，所有稳压电源的稳压管均采用2CW60这一种型号，可以减少元件种类。稳压管稳压电路结构简单，成本低，但效率低，故适用于小电流的负载。电流较大的负载，一般都采用串联调整式稳压电源，这种电源效率高于并联调整式稳压电源。

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