功率交流稳压器的原理

在一些小功率的单相用电设备中，往往要求供电电压稳定才能很好地工作，但往往市电电压都存在着10%的波动，有时还超过此波动值。为此就需要一个交流稳压器对些设备提供稳定的供电电压，在这里我和大家讨论一下L、C串联稳压电源的工作原理。
    L、C串联型交流稳压电源电路如图WY-1。它利用磁饱和原理来稳定电压的。我们知道铁磁材料如稳压器的线圈L的铁芯－－-硅钢片，都有一条磁化曲线，称B-H曲线（H是磁场强度，B是感应强度）如图WY-2，从曲线上可看出来，当H由O增加时B增加很快，当H>HM时H再增加B基本上不变，这就叫磁饱和，如果用这种磁材料做线圈L的铁芯，再给L通以不同的交流电流I，则L两端的电压U曲线将随着变化，当I大于某一个值（IM）时铁芯进入饱和状态，I的继续增大从基本上不变，因此我们如将线圈的电流选在I>2~4IM处就可获得较好的稳定的输出电压。
    现在来看交流电源是如何工作的。由于电路由L和C串联而成，因C和L的阻抗是相互抵消的，所以它们的总阻抗等于Z总=LR-CR，因此，流过线圈L的电流增大，适当选配电容C和L的数值使得流过L的电流等于4IM左右且使L上的电压等于所需的电压，这时铁芯将达到一定的饱和深度，当电源电压发生变化时反映在L-C串联电路的电流也会变化，但是要U>HM（I>IM）则输出电压基本不变，此时电容C两端的电压可达400多伏左右。这是为什么呢？这是因为C对50HZ交流电源的阻抗是一定值，其两端的电压等于流过它的电流I和容抗ZC的乘积，UC=I*ZC由于线圈L的加入，使流过C的电流增加，所以UC当然也增加了，举个例子设电容为6UF，则容抗为ZC=1/2πFC=530欧，如果直接接入220伏交流电源上，则电流为IC=220/530=0.4安。由于L的加入，使流过C的电流增至0.8安，此时电容两端的电压UC=530*0.8=424伏。可见这种C-L串联式交流稳压电源C两端的电压是较高的，选用电容时要选用耐压为600V以上的电容。