上海黎鳴電器設備制造有限公司

 交流穩壓器原理通常是利用鐵磁非線(xiàn)性特性構成，屬于鐵磁穩壓器，它是由鐵磁飽和元件再加諧振電容構成的穩壓器。 

一、鐵磁飽和現象

    一個(gè)線(xiàn)圈通過(guò)電流時(shí)，線(xiàn)圈中便有磁場(chǎng)產(chǎn)生，描述這個(gè)磁場(chǎng)有兩個(gè)物理量，一個(gè)是磁場(chǎng)強度，用H來(lái)表示，它與線(xiàn)圈的圈數和流過(guò)線(xiàn)圈的電流強度的乘積（又稱(chēng)安匝數）有關(guān)；另一個(gè)是磁感應強度（又稱(chēng)磁通密度），用B來(lái)表示，B的大少除與安匝數有關(guān)外，還與線(xiàn)圈中的介質(zhì)有關(guān)。如果介質(zhì)是空氣，那么H和B數值相等，如果介質(zhì)是鐵磁材料時(shí)，同一線(xiàn)圈流過(guò)同樣的電流（H相同）的條件下，在有鐵磁材料的導磁率用U來(lái)表示。

    在鐵磁材料中，U不是固定的常數，B和H之間不是線(xiàn)性關(guān)系，如圖1所示，在圖中可見(jiàn)，曲線(xiàn)的A點(diǎn)附近曲線(xiàn)開(kāi)始彎曲，再往上，B值的變化越來(lái)越平緩，H變化而B(niǎo)值變化很少的現象我們就稱(chēng)為磁飽和現象。

 在討論穩壓電源時(shí)，我們關(guān)心的是電壓電流的變化，在磁飽和鐵芯線(xiàn)圈討論中，我們可以認為線(xiàn)圈中H與流過(guò)線(xiàn)圈的電流I成正比；線(xiàn)圈中的B與線(xiàn)圈的感生電壓即線(xiàn)圈兩端的電壓V成正比。圖2是一個(gè)鐵磁介質(zhì)線(xiàn)圈的伏安特性圖，從圖中可見(jiàn)，曲線(xiàn)有一段電壓變化很少，動(dòng)態(tài)電阻?V/?I比V/I少（這是穩壓管的概念，磁飽和線(xiàn)圈不常用“動(dòng)態(tài)電阻”的提法）。這就是飽和區段。

    圖3是一個(gè)簡(jiǎn)單的磁飽和穩壓電路，L1是非飽和電感，L2是飽和電感。如果輸入電壓Vi發(fā)生變化，那么L1和L2的電流都將變化，但由于L2在飽和狀態(tài)，所以L(fǎng)2上的電流變化時(shí)其兩端的電壓變化很少，大部分電壓變化都落在L1上，從而保持了L2上電壓，即輸出電壓V0的相對穩定。當負載發(fā)生變化時(shí)，其結果也一樣，這種簡(jiǎn)單型的磁飽和穩壓器存在兩個(gè)問(wèn)題：一是穩壓性能差，主要原因是B-H曲線(xiàn)的飽和部分不夠徒。二是功耗大，因為要使L2進(jìn)入飽和狀態(tài)所消耗的功耗過(guò)大。

 圖4是一個(gè)實(shí)用型的磁飽和交流穩壓器，鐵芯面積較大的一邊是非飽和區，鐵芯面積較少的一邊是飽和區，L3稱(chēng)為電壓補償繞組，從上面我們知道，簡(jiǎn)單型的交流穩壓器的缺點(diǎn)是輸入電壓變化會(huì )引起輸出電壓較大的變化，為此，改進(jìn)方法是將非飽和區的一部分電壓與輸出電壓V0反向串接，將變化部分相抵消。L3和L1繞在同一不飽和鐵芯上，成為線(xiàn)性變壓器，L3與L2串聯(lián)，但電壓方向相反，從而補償了輸出電壓V0的變化，使V0更穩定。

    要使鐵芯進(jìn)入飽和狀態(tài)，L1將要流入較大的磁勵電流，由于L1是一個(gè)感性負載，所以消耗在負載上的功率不是I和電網(wǎng)電壓V的乘積VI，而是UICOSa（COSa稱(chēng)為功率因數），因此流過(guò)L1的總電流將比較大，即功耗過(guò)大，穩壓器的效率只有50%左右，為此我們可通過(guò)并聯(lián)鐵磁諧振的方法加以克服。

    我們知道電感上電流比電壓相位滯后90度，電容上電流比電壓相位超前90度，如果電感和電容并聯(lián)，加上同一電壓，電感上的電流IL和電容上的電流IC將相互抵消，因此，當IL和IC的大少接近相等時(shí)，盡管IL和IC的數值很大，但供給這個(gè)并聯(lián)回路的總電流卻很少，這種現象稱(chēng)為并聯(lián)諧振。這種鐵磁諧振的實(shí)用價(jià)值在于不用很大的輸入電流就能使電感飽和，從而克服了穩壓電路從電網(wǎng)吸取電流過(guò)大的缺點(diǎn)。

穩壓器原理特點(diǎn)： 能有效的去除或改善國內生產(chǎn)的可控硅穩壓器效率低、可控硅上有環(huán)流、產(chǎn)生附加諧波及電磁干擾嚴重等弊端。它集合了微機測控、可控硅無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)和變壓器技術(shù)于一體，具有噪聲小、容量大、體積小、精度高、響應快、穩壓范圍寬、重量輕、可靠性好、無(wú)波形畸變等特點(diǎn)。