穩(wěn)壓器已成為許多家用、工業(yè)和商業(yè)系統(tǒng)電器的組成部分。早些時(shí)候，手動(dòng)操作或可切換的穩(wěn)壓器用于提升或降低輸入電壓，以提供所需范圍內(nèi)的輸出電壓。這種穩(wěn)定器是用機(jī)電繼電器作為開關(guān)設(shè)備構(gòu)建的。

　　后來，額外的電子電路使穩(wěn)定過程自動(dòng)化，并催生了分接開關(guān)自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器。另一種流行的穩(wěn)壓器是伺服穩(wěn)壓器，它在沒有任何開關(guān)的情況下連續(xù)進(jìn)行電壓校正。讓我們討論三種主要類型的穩(wěn)壓器。

繼電器型穩(wěn)壓器

　　在這種類型的穩(wěn)壓器中，電壓調(diào)節(jié)是通過切換繼電器以將變壓器的多個(gè)抽頭中的一個(gè)連接到負(fù)載（如以上討論的方式）來實(shí)現(xiàn)的，無(wú)論是用于升壓操作還是降壓操作。下圖說明了繼電器式穩(wěn)壓器的內(nèi)部電路。

　　除了變壓器（可以是環(huán)形或鐵芯變壓器，其次級(jí)設(shè)有抽頭）之外，它還有電子電路和一組繼電器。電子電路包括整流電路、運(yùn)算放大器、微控制器單元等微小元件。

　　電子電路將輸出電壓與內(nèi)置參考電壓源提供的參考值進(jìn)行比較。每當(dāng)電壓上升或下降超過參考值時(shí)，控制電路就會(huì)切換相應(yīng)的繼電器以將所需的抽頭連接到輸出。

　　這些穩(wěn)定器通常會(huì)針對(duì)±15%至±6%的輸入電壓變化改變電壓，輸出電壓精度為±5%至±10%。這種類型的穩(wěn)定器最常用于住宅、商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用中的低額定值電器，因?yàn)樗鼈冎亓枯p且成本低。然而，這些都受到一些限制，例如電壓校正速度慢、耐用性較差、可靠性較低、調(diào)節(jié)期間電源路徑中斷以及無(wú)法承受高壓浪涌。

伺服控制電壓穩(wěn)定器

　　這些被簡(jiǎn)稱為伺服穩(wěn)定器（在伺服機(jī)構(gòu)上工作，也稱為負(fù)反饋），顧名思義，它使用伺服電機(jī)來實(shí)現(xiàn)電壓校正。這些主要用于高輸出電壓精度，通常為±1%，輸入電壓變化高達(dá)±50%。下圖顯示了伺服穩(wěn)定器的內(nèi)部電路，它包含伺服電機(jī)、自耦變壓器、降壓升壓變壓器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和控制電路作為基本部件。

　　在該穩(wěn)壓器中，降壓升壓變壓器初級(jí)的一端連接到自耦變壓器的固定抽頭，另一端連接到由伺服電機(jī)控制的動(dòng)臂。降壓升壓變壓器的次級(jí)與輸入電源串聯(lián)連接，輸入電源只是穩(wěn)定器輸出。

　　電子控制電路通過將輸入與內(nèi)置參考電壓源進(jìn)行比較來檢測(cè)電壓驟降和電壓上升。當(dāng)電路發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，它會(huì)運(yùn)行電機(jī)，進(jìn)而移動(dòng)自耦變壓器上的臂。這可以為降壓升壓變壓器的初級(jí)供電，這樣次級(jí)兩端的電壓應(yīng)該是所需的電壓輸出。大多數(shù)伺服穩(wěn)定器使用嵌入式微控制器或處理器作為控制電路來實(shí)現(xiàn)智能控制。

　　這些穩(wěn)定器可以是單相、三相平衡型或三相不平衡裝置。在單相類型中，與可變變壓器耦合的伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)電壓校正。在三相平衡型的情況下，伺服電機(jī)與三個(gè)自耦變壓器耦合，通過調(diào)整變壓器的輸出，在波動(dòng)期間提供穩(wěn)定的輸出。在非平衡型伺服穩(wěn)定器中，三個(gè)獨(dú)立的伺服電機(jī)與三個(gè)自耦變壓器耦合，它們具有三個(gè)獨(dú)立的控制電路。

　　與繼電器型穩(wěn)定器相比，使用伺服穩(wěn)定器有多種優(yōu)點(diǎn)。其中一些是更高的校正速度，穩(wěn)定輸出精度高，能夠承受浪涌電流和高可靠性。然而，由于電機(jī)的存在，這些需要定期維護(hù)。

靜態(tài)電壓穩(wěn)定器

　　顧名思義，靜態(tài)穩(wěn)壓器沒有任何運(yùn)動(dòng)部件作為伺服穩(wěn)定器的伺服電機(jī)機(jī)構(gòu)。它使用電力電子轉(zhuǎn)換器電路來實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)，而不是在傳統(tǒng)穩(wěn)壓器的情況下使用自耦變壓器。與伺服穩(wěn)定器相比，這些穩(wěn)定器可以產(chǎn)生更高的精度和出色的電壓調(diào)節(jié)，通常調(diào)節(jié)為±1%。

　　它主要由降壓升壓變壓器、IGBT電源轉(zhuǎn)換器（或AC到AC轉(zhuǎn)換器）和微控制器、微處理器或基于DSP的控制器組成。微處理器控制的IGBT轉(zhuǎn)換器通過脈寬調(diào)制技術(shù)產(chǎn)生適量的電壓，并將該電壓提供給降壓升壓變壓器的初級(jí)。IGBT轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的電壓可以與進(jìn)線電壓同相或異相180度，以便在波動(dòng)期間執(zhí)行加減電壓。

　　每當(dāng)微處理器檢測(cè)到電壓驟降時(shí)，它就會(huì)向IGBT轉(zhuǎn)換器發(fā)送PWM脈沖，使其產(chǎn)生等于偏離標(biāo)稱值的電壓。該輸出與輸入電源同相，并提供給降壓升壓變壓器的初級(jí)。由于次級(jí)連接到輸入線路，感應(yīng)電壓將添加到輸入電源，并將該校正電壓提供給負(fù)載。

　　類似地，電壓上升會(huì)導(dǎo)致微處理器電路發(fā)送PWM脈沖，這樣轉(zhuǎn)換器將輸出一個(gè)偏離量的電壓，該電壓與輸入電壓的相位相差180度。降壓升壓變壓器次級(jí)的這個(gè)電壓從輸入電壓中減去，以便執(zhí)行降壓操作。

　　與抽頭變換和伺服控制穩(wěn)定器相比，這些穩(wěn)定器非常受歡迎，因?yàn)樗哂卸喾N優(yōu)點(diǎn)，例如尺寸緊湊、校正速度非常快、電壓調(diào)節(jié)出色、由于沒有移動(dòng)部件而無(wú)需維護(hù)、高效率和高可靠性。