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胪陈阻隔调压式交流电源的电路设计

在电子仪器设备设计、生产与质量检验过程中,会因为被检测仪器设备内部存在的不良问题而产生漏电、短路等故障。如果没有很好保护方法和措施,导致被检测仪器设备和所使用检测设备被“触电”而被损坏,同时也给试验、

  在电子仪器设备规划、出产与质量查验进程中,会由于被检测仪器设备内部存在的不良问题而产生漏电、短路等毛病。假如没有很好维护办法和办法,导致被检测仪器设备和所运用检测设备被“触电”而被损坏,一起也给试验、操作运用人员带来人身风险。本文所介绍的阻隔调压式沟通电源规划,有用地处理了上述的不安全问题。

  沟通电源(如单相220V),是电子仪器设备作业首要的供电电源。在电子仪器设备规划、出产与质量查验进程中,特别是进行结构、功用目标的动态查验中,会由于被检测仪器设备内部存在的不良问题而产生漏电、短路等毛病。在运用自耦调压器进行相关试验中,由于接线不正确,运用不合理,也会呈现“被电”现象。上述情况,假如没有很好维护办法和办法,导致被检测仪器设备和所运用检测设备被“触电”而被损坏,一起也给试验、操作运用人员带来人身风险。为此,文中研讨了一种“阻隔调压式沟通电源”,提出了相应规划与制造办法,关于处理上述相似不安全问题,具有重要效果。

  原理规划

  文中以稳压电源设备进行“在线模仿公路运送试验”为例,来阐明“阻隔调压式沟通电源”规划的原理。稳压电源设备是以单相220V沟通电作为供电电源,直流稳压输出+22V,最大输出功率220W(22V,10A),对其进行在线模仿公路运送试验,就是在模仿振荡试验台上进行带电试验,然后模仿查验运送状态下的技术功用与设备质量。

  1、功用目标规划

  剖析可知,稳压电源设备作业所需用供应电源是单相220V/50Hz沟通电,而且要求输入的功率大于220W。由于稳压电源设备的直流稳压功用要求比较高,因而对单相220W50Hz沟通电改变的习惯能力比较强,要求改变在180~260V规模内。一起考虑到运用自耦调压器的安全要求,在确保试验、确保安全的情况下,给“阻隔调压式沟通电源”规划提出了以下功用与技术目标要求:

  1)别离供给220V/50Hz沟通市电电源和可调的沟通电源;

  2)输出的220V/50Hz沟通市电,功率≥1000W;

  3)输出的可调沟通电压规模为0~260V;输出功率≥300W;

  4)具有输入电压、输出电压指示和输出电流显现;

  5)要求具有漏电、过载维护功用;

  6)输入、输出插头、插座设备固定可靠。

  2、原理规划

  依照“阻隔调压式沟通电源”规划提出的功用与技术目标要求,规划原理如图1所示。根本原理:单相市电220V/50HZ电源,经漏电维护器、电源开关S1、保险丝接至自耦调压器B1输入端,又经过调理端输出到阻隔变压器B2输入端;B2匝数比为1:1,则输出与输入相同的电压;然后经电流表输出到负载RFZ。电压表经过开关S2转化显现输入、输出电压。一起在原理电路中加入了漏电维护器。

  电源开关S1的效果是操控两路沟通电源的输出。当S1接至上端,“阻隔调压式沟通电源”输出市电;当S1接至下端,则输出可调0~260V的沟通电压。离变压器B2,完成输出可调电压与输入市电电源绝缘阻隔;经过调理自耦变压器B1到达调理输出电压的意图。C1挑选容值0.47μF,耐压500V首要是为了滤除调整B1时产生的高频搅扰谐波。

  3、安全剖析

  保险丝加在了“阻隔调压式沟通电源”自耦调压器的输入端,依据输出功率巨细,选定适宜标准的保险丝;当负载过大时,保险丝熔断,到达维护试验设备的意图。

  选用匝数比为1:1的变压器,完成与单相市电的绝缘阻隔;制造适宜的变压器,而且初次级绝缘强度高,即满意输出功率要求,又可以避免由于前方、零线、地线接错而带来的不安全问题。

  运用漏电维护器,完成漏电维护;当试验中由于仪器设备呈现毛病或人;员操作不妥产生漏电、触电问题时,漏电维护器及时作业,断开市电电源,以确保仪器设备及试验人员的安全。

  “阻隔调压式沟通电源”规划中,具有上述3种安全办法,既确保有用进行试验,又增强了试验进程的安全性。

  器材规划与选用

  依照“阻隔调压式沟通电源”规划目标与功用要求,首要以输出可调沟通电压的原理为主,研讨规划和选用器材,为了确保功用和质量,针对所用器材做出以下规划与挑选。

  1、阻隔变压器

  变压器:它在电力系统中的重要效果是改换电压,以利于功率传输。变压器在磁通的效果下,两边的线圈别离产生感应电势,电势的巨细与匝数成正比。变压器原、副线圈匝数不同,这样就起到了变压效果。

  阻隔变压器B2规划结构原理如图1、图2所示,匝数比为1:1,E型硅钢铁芯,初次级线圈之间加阻隔层并接地,初、次级线圈与接地端的绝缘电阻≥1.5MΩ;输出功率≥300W。规划制造的B2,经过试验其功用参数如表1所示。可见,可以满意规划运用要求。

  

  图2:自耦调压器原理

  2、自耦调压器

  自耦调压器是常用调压器的一种,其原理和自耦变压器原理相同。自耦调压器和动圈调压器、变磁通调压器和感应调压器比较,具有结构简略、毛病率低、体积小、造价低、运用方便等长处,这正是“阻隔调压式沟通电源”选用自耦调压器的首要原因。当B1接入市电220V后,U12=220V,运用调理旋钮,使U32输出沟通电电压在0~260V规模内。依据输出功率300W的要求,挑选B1的功率≥500W。归纳考虑“阻隔调压式沟通电源”的体积、功率等要求,挑选了B1为TDG2型触摸式自耦调压器,其参数有:输出功率500W;调压规模0~275V。

  3、漏电维护器

  漏电维护器是一种避免人身触电事端的安全防护设备,当电路中产生漏电或触电时,可以在很短时刻内堵截整个电路。

  1)漏电维护器的根本作业原理

  如图3所示,当负载产生漏电毛病时,电流经过大地构成回路,负载侧对大地构成走漏电流,穿过零序电流互感器CT的电流的矢量和不等于零。零序电流互感器CT感应出一个零序电流,当零序电流到达整定值,经扩大器FA扩大后驱动跳闸线圈Q,线圈Q通电产生磁场,吸动衔铁使开关K断开,线路及电器失掉电源,然后维护了人身和电气设备的安全。

  漏电维护器,有两种类型:即电压动作型和电流动作型,而电压动作型由于本身的种种坏处而被筛选,现首要运用是以电流动作型漏电维护器为主。

  2)漏电维护器规划挑选

  针对“阻隔调压式沟通电源”功用要求和运用目标,依据额外电流In、额外漏电动作电流I△n、漏电动作分断时刻动作时刻、额外漏电不动作电流I△n0等参数进行规划挑选。

  额外电流In。指可以继续流过漏电维护器的最大负载电流。这需求依据试验设备的功率之和Po来核算确认,即:In=Po/220。由于规划要求Po输出≥300W,所以挑选漏电维护器的额外电流In≥1.36A。核算电流略大一点的漏电维护器,这样,在正常运用中,不至于漏电维护器因过负荷常常动作,影响正常运用。

  

  额外漏电动作电流I△n。是漏电维护器一个重要的参数,是漏电维护器在规则的作业条件下有必要动作的漏电电流值。当试验设备或漏电电流到达某一规则值时,漏电维护器有必要可靠断开电路,使试验电器设备失掉电源。一般情况下,应挑选漏电电流为30mA的高灵敏度型的漏电维护器。

  漏电动作分断时刻动作时刻。是从忽然施加漏电动作电流开端到被维护的电路或设备彻底被堵截电源停止。漏电维护器的动作时刻可分为3种,以确保在人身触电时的安全维护效果和习惯分级维护的需求。快速型:动作时刻不超越0.1s。定时限型:动作时刻不超越0.1~2s。反时限型:动作电流时,动作时刻不超越1s;2倍动作电流时,动作时刻不超越0.2s;5倍动作电流时,动作时刻不超越0.03s。在挑选漏电维护器时,天然以安全为主,应当选用快速型、动作时刻不超越0.1s的漏电维护器。

  额外漏电不动作电流I△n0。漏电维护器挑选,应确保在电路中呈现规则值的漏电电流时应该确保正常动作,也应该在毛病电流没有到达规则值,确保不动作。为此,漏电维护器的I△n0≯30mA。

  综上述剖析规划,挑选型号为DZ47LE-32漏电维护器,技术参数为:额外电流In=10A;I△n=30mA;动作时刻t≤0.1s;可以满意规划要求。

  结构规划

  依据“阻隔调压式沟通电源”作业原理,其结构规划有两种:按图1所示,漏电维护器规划在电源输入端的最前端,可以完成一旦产生漏电问题,可以及时断开输入市电电源。保险丝设备在次后,一旦试验设备产生过载,或呈现短路问题,及时熔断,堵截市电前方(L)通路。再之后接入自耦调压器和阻隔变压器。而两种结构的差异在于第一种结构是自耦调压器在阻隔变压器的前端;第二种结构是阻隔变压器在自耦调压器的前端。由于自耦调压器、阻隔变压器在通电时本身都耗费功率,经过试验得出自耦调压器空载功率耗费33W,阻隔变压器空载功率耗费15.4W;在两种结构输出功率根本相同条件下,挑选第一种结构比较合理,即图1所示结构;由于挑选的自耦调压器输出功率及功率大于阻隔变压器的输出功率和功率,可以减小结构的功率耗费和阻隔变压器输出功率的压力。

  输入、输出电压和输出电流都经过电表指示,设备在面板上;保险丝、漏电维护器等器材规划设备在便于修理、操作的方位。特别是输入、输出的接线插头、插座,选用杰出的固定办法、工艺,使之触摸杰出、可靠。

  试验验证

  “阻隔调压式沟通电源”规划的原理、器材选用和结构,是否科学合理,能否到达规划功用目标要求,有必要经过试验加以验证。为此,将DZ47LE-32漏电维护器、保险丝(1.5A)、TDGG2型自耦调压器、300W阻隔变压器和有关指示电表等,进行拼装测验。

  首要将自耦凋压器与阻隔变压器拼装在一起,市电220V沟通电接在自耦调压器的输入端,输出端接阻隔变压器的输入端,阻隔变压器的输出端接入300W的阻性负载;测验的输出电压调理规模、输出功率、功率和部件作业温度等参数如表2所示。再将漏电维护器、保险丝接入电路中,测验的漏电动作电流、保险丝熔断负载功率(熔断电流)数据如表2所示。

  经过试验验证,规划原理、器材的规划选用,到达了“阻隔调压式沟通电源”规划功用目标要求,一起对部件设备结构进行了优化,减小了功率损耗,增强了可靠性。

  结束语

  “阻隔调压式沟通电源”规划与制造,首要意图是处理电子仪器设备在规划出产、质量查验和自耦调压器运用进程中的不安全问题。依据自耦调压器、阻隔变压器的功用特色和漏电维护器原理,进行了功用目标规划和器材(部件)、结构优化规划,并加以制造试验;经过对功用参数的测验,到达了规划要求,并具有很好的安全性。

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