西門子PLC中央處理單元CPU1211C

方框圖 進行同相位調節的變壓器

帶有同相位調節的變壓器按常規原理運行。其供電采用交流供電系統供電（單相、兩相或者三相供電）。

使用變壓器進行轉換，以獲得所需次級電壓。

經整流和濾波的二次側電壓在整流階段轉換為輸出穩定的電壓。調整區包括一個末控制元件和一個控制放大器。穩定輸出電壓和過濾電容處的非穩定電壓之間的差值轉變成了末控制元件的熱損。此處，末控制元件的功能就像一個快速可調電阻。無論哪種情況所導致的熱損，都是由末控制元件上的輸出電流和壓降所產生。

該系統適應性*。即使沒有其他調整，也可提供幾個輸出電壓。在多輸出的情況下，單個二次側電路一般分別由輸入變壓器的二次側繞組產生。某些應用，僅能根據該電路原理解決。尤其是需要具備高調節精度、小殘余紋波和快補償時間的情況。

然而，其效率比較低，重量和體積也很大。因此，帶同相位調節的變壓器只是一種較低特定功率下的經濟替代方案。

優點：

缺點：

電磁式穩壓器

磁穩定器的方框圖

完整的變壓器包括兩個部分。所謂的“鐵共振器”和一個串聯式輔助調節器。由于氣隙，電磁式穩壓器的輸入線圈和振蕩線圈的去耦作用極大。電磁式穩壓器可以提供穩定性能良好的交流電壓。它利用了整流和濾波。變壓器自身工作于飽和區域。

鐵磁諧振器常常帶有一個在下游連接的同相位調節變壓器以提高控制精度。下游還常常連接次級脈沖開關式調節器。

磁穩壓器技術可靠且堅固耐用，但其也是大容量、笨重且相對較貴。

優點：

缺點：

次級脈沖開關式電源：

次級脈沖式開關電源的方框圖

這里，采用 50 Hz 變壓器，實現與供電設施的隔離。經整流和濾波后，通過位于濾波和存儲回路之間的開關管上流經的脈沖將電能以開關方式送至輸出端。由于輸入側的變壓器可作為一個很好的濾波器，線路的污染很低。
該電路的效率*。

對于具備大量輸出，且輸出電壓各不相同的電源，該設計具有許多優點。

然而為了保護連接的負載，必須非常小心，在開關晶體管損壞的情況下，濾波電容器的*非穩壓的直流電壓將適用于輸出。不過在線性穩壓電源中，這種危險依然存在。

優點：

缺點：

初級脈沖開關式電源：

在文獻中常常使用的術語為 SMPS(開關電源)或者初級開關式穩壓器。

單端正激變換器的方框圖

初級開關式穩穩壓電源可以采用許多不同的電路類型。zui有價值的基本電路有單端正激變換器、反激變換器、半橋變換器、全橋變換器、推挽變換器和諧振變換器。

主要開關模式調節器的總體運行原理顯示在單端前向轉換器的框圖中。

非穩壓的供電電壓首先被整流和過濾。直流連接回路電容的容量決定了輸入電壓發生故障時電源的存儲時間。輸入為 230 V 時，直流連接回路的電壓約為 320 VDC。接下來，將該直流電壓輸入單端變換器，借助脈寬調節器，以較高的開關頻率，由變壓器將初級電能轉換至次級一側。開關管工作于開關狀態時，功耗很低，因此，取取決于輸入電壓和電流的不同，功率平衡度將會在 70% 與 90% 之間。

由于轉換頻率高，變壓器的容量必50 Hz變壓器小，因為考慮到轉換頻率越高，變壓器的尺寸就越小。使用現代半導體，可以達到100kHz及以上的時鐘頻率。然而，在*的時鐘頻率下，轉換損失升高，因此在每種情況下，都必須在高效率和zui大可能時鐘頻率之間折衷。在絕大多數應用中，時鐘頻率在約20 kHz到250 kHz的范圍內，取決于輸出功率的大小。

次級線圈的電壓經過了整流和濾波處理。通過光耦合器，將系統輸出端的偏差反饋至初級回路。控制脈沖寬度（控制開關管的相位），可以將所需電能傳輸至次級回路，并調節輸出電壓。在開關管的非導電相期間，通過輔助線圈，變壓器被退磁。傳輸的電能正好與輸出端所消耗的電能等量。這些電路的脈沖占空比的zui大脈沖寬度小于50%。

優點：

缺點：

近年來，初級開關電源已取代了其他開關式電源。原因是它們的結構十分緊湊，重量很小，效率很高，并具有突出的性價比。

總結

下表中總結了上述電路類型的zui重要特性。

低電壓系統的轉換

超過 400 V 的供電電壓（如 500 V、690 V）僅在歐洲的大型工業企業中使用。

IEC 推薦電壓 230 V/400 V 已在大多數重要國家內作為一項國家法規執行，前提是該國條件允許。

在北美洲和中美洲以及南美洲北部的一些國家，交流電壓額定值為 120 V；240 V 市電電壓在大型用戶中較為常見。通常，這些國家中的低壓電網是單相三線制電網。三相交流電通常不向小型用戶提供，這些用戶使用 208 V 或 415 V 電壓；而 480 V 的三相電網通常供大型用戶使用。電網頻率為 60 Hz。

在亞洲，一般也采用 100 V 或 110 V（50 Hz 或 60 Hz）的交流電網電壓。

另外，范圍內存在許多與具體國家和地區相關的特殊規定，如有必要，可從當地運營者獲得詳細信息。

低電壓系統中的供電電壓和頻率