Matlab 单相交流稳压电源的设计(3)

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目前在国内外电力企业，各式各类的电源产品会广泛应用于线性稳压电源。成本绩效指标、品牌效应、成都的流失和这些产品的使用寿命一直是用户最关心的问题。这也促使了上一代的电力生产应用技术的数字和硬件结构模块化，产品性能绿色和智能化方向发展。

1.1.2 稳压电源的发展阶段

稳压电源的发展过程大致可以分为以下三个阶段：

第一个阶段是功率半导体器件从双极型器件(BPT、SCR、GT0)发展为MOS型器件(功率MOS-FET、IGBT、IGCT等)，即从BPT、SCR、GTO发展为功率MOS-FET、IGBT、IGCT，使电力电子系统实现了高频化、高效能化，并且大幅降低了导通损耗，使得整体电路也更为简单[4]。

第二个阶段是自20世纪80年代开始，在研究和开发的基础上，软开关技术和高频段，功率变换器性能较好，已进一步降低重量，但是体积大。开关电源的最重要发展趋势是高频和容量的放大。

第三个阶段是从20世纪90年代中期开始，集成了芯片技术的发展以及各种开关管以及小型电力电子元器件的合成，使得体积更小，重量进一步降低，在操作方式以及调控功能上有着极大的方便。

1.2 交流稳压电源的发展历程以及几种主要类型介绍

交流稳压电源的发展是从电机型稳压电源到变压器型电源，经过近些年电力电子技术的发展以及硅片技术的快速发展，使得交流稳压电源进入了电力电子类稳压电源时代。

1.2.1 交流稳压电源的发展历程

电机型稳压电源的最典型应用是感性调压器与感性自动调压器，主要是类似于带绕线转自的异步电机，定转子绕组为自耦连接。此类电源的特点是调节过程中没有接触点，可调节的范围较大，仿真图形较为贴合，在中国的研究历程已经有几十年的历史，技术成熟，但因为其中采用了感应电机，重量过大，体积过重，不利于移动，所以性价比相对较低，使用成本大。

在上个世纪80年代左右，变压器型交流稳压电源第一次被研发出来。此类设备有众多类型，得到最广泛应用的为接触式稳压电源，其控制方式大体为利用几点去去改变变压器抽头和用碳刷来交换接触位置。此类型的设备通过导流元件，比如碳刷、碳导轮、金属材质的电刷或者其他材质电刷等，涂抹在专用的单层绕制的线圈平滑轨道上进行滑行，通过往返运动以此来改变输入线圈匝数与输出线圈匝数的比，使得电路输出端的电压可以进行调节。变压器型的交流稳压电源优点是，可以通过改变输入输出的匝数比值可以在较大范围去调节电压的输出值，满足使用者对于输出电压幅值的大范围的要求，但是由于结构较为复杂，并且接触点磨损以及受外界影响较大等条件，所以也有不少缺点，比如：设备的总体反应时间较长，受外界条件影响大，体积重量不占优势，噪声大，并且输出的电流幅值不稳定并且含有较高的谐波分量，其功率系数较低。

为了在控制输出端电压保持稳定的条件下去更大范围提高稳压电源的容量，所以会在负荷与电网电源之间接入几组串联变压器。这类变压器的次级绕组则串接在负荷与电网电源之间，而初级绕组是由接触型的调压电源的两对相向运动的电刷来供给电能。当电网电压波动或者由于负载电流过快变化从来导致负载电压上下波动时，两组电刷的相对移动会改变串联变压器次级绕组电压的大小以及极性，从而会在一定程度上补偿负载电压的波动量，达到稳压的目的，故串联变压器又可以成为“补偿变压器”。这种稳压电源称为“补偿式稳压电源”。