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电源工程师规划全攻略(四):沟通稳压电源规划

电源工程师设计全攻略(四):交流稳压电源设计-稳压电源包括直流稳压电源和交流稳压电源两种,交流稳压电源是能够为负载提供稳定交流电源的电子装置,也称交流稳压器。交流稳压电源目前已广泛应用于工业自动化,成

  稳压电源包含直流稳压电源和沟通稳压电源两种,沟通稳压电源是能够为负载供应安稳沟通电源的电子设备,也称沟通稳压器。沟通稳压电源现在已广泛使用于工业主动化,成套设备、数控机床、轻纺、医疗、宾馆、广播电视、通讯设备等各种需求电压安稳的场合。以上运用场合如配接计算机长途通讯接口,还可完成远端对电源稳压器的遥控、遥信和遥测。

  1.无触点沟通稳压器

  ① 铁磁谐振式沟通稳压器:使用饱满扼流圈与相应的电容器组合后具有恒压伏安特性而制成的沟通稳压设备。磁饱满式是这种稳压器的前期典型结构。它结构简略,制 造便利,输入电压答应改动规模宽,作业牢靠,过载才能较强。但波形失真较大,安稳度不高。近年开展起来的稳压变压器,也是凭借电磁元件的非线性完成稳压功 能的电源设备。它与磁饱满式稳压器的差异在于磁路结构方法的不同,而根本作业原理则相同。它在一个铁心上一起完成稳压和变压两层功用,所以优于一般电源变 压器和磁饱满稳压器。

  ②磁扩大器式沟通稳压器:将磁扩大器和自耦变压器串联起来,使用电子线路改动磁扩大器的阻抗以安稳输出电压的设备。其电路方法可所以线性扩大,也可所以脉宽调制等。这类稳压器带有反响操控的闭环体系,所以安稳度高,输出波形好。但因选用惯性较大的磁扩大器,故恢复时间较长。又因选用自耦方法,所以抗搅扰才能较差。

  ③感应式沟通稳压器:靠改动变压器次级电压相对于初级电压的相位差,使输出沟通电压取得安稳的设备。它在结构上相似 绕式异步电动机,而原理上又相似感应调压器。它的稳压规模宽,输出电压波形好,功率可做到数百千瓦。但因为转子常常处于堵转状况,故功耗较大,功率低。另 因铜、铁用料多,故较少出产。

  ④晶闸管沟通稳压器:用晶闸管作功率调整元件的沟通稳压器。它具有安稳度高、反响快、无噪声等长处。但因对市电波形有危害,对通讯设备和电子设备形成搅扰。

  2.有触点沟通稳压器

  滑动式沟通稳压器:用改动变压器滑动接点方位,使输出电压取得安稳的设备,便是用伺服电机驱动的主动调压式沟通稳压器。这类稳压器功率高,输出电压波形好,对负载性质无特殊要求。但安稳度较低,恢复时间较长。

  跟着电源技能的开展,80年代又呈现了下列3种新式沟通稳压电源。①补偿式沟通稳压器:又称部分调整式稳压器。使用补偿变压器的附加电压串接在电源与负载之间,跟着输入电压的凹凸,用断续式的沟通开关(触摸器或晶闸管)或用接连式的伺服电动机来改动附加电压的巨细或极 性,把输入电压高出部分(或缺乏部分)减去(或加上),然后到达稳压意图。补偿变压器容量仅为输出功率的1/7左右,具有结构简略、造价低价的长处,但稳 定度不高。②数控式沟通稳压器和步进式稳压器:由逻辑元件或微处理机构成操控电路,按输入电压凹凸转化变压器初级匝数,使输出电压取得安稳。③静化式沟通稳压器:因为具有杰出的阻隔效果,能消除来自电网的尖峰搅扰而得到使用。电警卫稳压器

  3. 沟通稳压电源使用

  3.1全主动无触点沟通稳压器电路

  在市电电压为150V~300V规模内改动时本电路均能够精确、方便地调整输出电压。

  电路如图所示。市电经过L1进入VD1~VD4全桥整流今后加在晶闸管VT上,VT的导通角遭到BT33的操控。BT33、C、R1、R2、R3和KP组成一个张弛振动器,改动KP能够改动振动周期。

  当市电电压升高时,加在BT33上的电压相应升高,振动加快,VT导通角减小,VT上的电压升高,使L1上的电压不变;反之VT上的电压降时L1上的电压 依然不变;所以经过L2耦合后的电压也就坚持稳定。因为选用了全桥整流,L1、L2上的电压都是正弦波。

  VD1~VD4和VT上的电流要根据变压器的容量选取且要有较大余量,耐压均应在600V以上。R1、R2选用3W电阻,KP最好选用2W以上的可调电阻。

  3.2无触点斩波式沟通稳压器

  选用增强型脉宽调制EPWM操控战略的无触点斩波式沟通稳压器的简化原理电路如图所示,它主要由主电路和操控电路两部分组成的。主电路由桥式斩波器T1到T4及其输出串联补偿变压器Tr、直流整流电路D1到D4和沟通输出滤波器Lf、Cf组成。桥式斩波器经过其输出串联补偿变压器Tr的次级串联在市电电源与负载之间,以便对市电电压的波 动进行正负补偿。桥式斩波器输出电压中的谐波,由输出滤波器Lf、Cf来滤除。桥式斩波器所需的直流整流电源,由取自稳压电源输出端的市电电源,经过二极管整流电路D1到D4来供应。这儿应指出的是,EPWM桥式斩波器电路T1到T4并不是作业在一般的逆变状况,而是作业在桥式斩波状况。这是由它的EPWM作业方法、直流电源电压波形和直流电容Cd值的巨细及其功用来区别的。如图所示,桥式斩波器的直流电压,不是经过电容Cd把整流电压滤波成稳定滑润的直流电压,而依然为单相桥式整流未经滤波的波形,可参阅图6b)。也就是说,直流电容Cd的值较小,不再具有直流滤波功用,而仅仅为了发明一个续流通路而设置的。因为斩波器的开关频率较高,所以在一个续流周期内的续流能量是很小的,因而Cd的值也很小。Cd的充放电 速度很快,不会影响整流电压的上升和下降速度,使Cd上的电压波形与滤波前的整流电压波形相同。也就是说,Cd只要续流功用,不再具有滤波功用,因而Cd对整流波形不产生影响。桥式斩波器T1到T4是作业在EPWM斩波状况, 而不是作业在逆变状况。

  3.3 补偿式沟通稳压器原理

  补偿式稳压器方法1、方法2的作业原理见图1、图2。图中T1为补偿变压器,其二次绕组串联在输入电源回路中。T2为触摸式调压器,其抽头2和滑动触电构成调压器的输出,接于补偿变压器的一次绕组。M为伺服电机,电子操控器检测输出电压与额外值的误差,然后驱动伺服电机,伺服电机带动调压器的电刷滚动,以改动调压器抽头2和滑动点的输出电压,即补偿变压器T1的一次绕组的输入电压,也就改动了T1的二次绕组的输出电压,完成电压补偿然后到达稳压的意图。

  当输入电压低于额外电压220V时,调压器的滑动触点在抽头2和3之间移动,输入电压越低,滑动触点越向3移动,调压器的输出电压越高,补偿电压U2也就越大,因为此刻补偿变压器T1的二次绕组补偿电压U2与输入电压Uin相同,U2对输入电压进行了补偿。当输入电压高于额外电压220V时,调压器的滑动触点在抽头1和2之间滑动,输入电压越高,滑动触点越向1移动,反向补偿电压U2也越大,因为此刻补偿变压器T1的二次绕组不补偿电压U2与输入电压Uin反向,输出电压Uout=Uin-U2l;U2对输入电压进行了反相补偿,使输出电压下降,到达稳压输出的意图。

  3.4用于轿车发电机的电子调压器规划

  所示为PI一2型晶体管调理器原理图,该调理器电压调理部分主要由V1、V2、V3、V4和Vw组成。该调理器具有充电指示灯H电路外,还有如下特色:选用了两只NPN型三极管与稳压管Vw串联有二极管V6,用以对Vw进行温度补偿;装有正反响电阻R9,以加快晶体管作业状况的转化进程;电容器C1用以下降开关的频率,进步晶体管作业的安稳性。因为这些特色,使PH一2的功能大大改善。

  当发电机电压低于调理电压时,Vw不被击穿,V1无基极电流而截止,V2基极处于高电位,V2导通,然后使V3导通,发电机的激磁回路被接通。一起、因为V3导通,其集电极电压很高,该电压经过R10加到V5的基极,使V5导通。

  V4也经过R13导通,接通指示灯电路,充电指示灯亮。 当发电机电压高于调理电压时,Vw被击穿,V1有基流而导通,使V2的基极为低电位而截止,V3也截止。V3截止后其集电极为负电位,然后V5无基流而截止,V4也截止,充电指示灯的电路被堵截,指示灯平息。当调理器进入正常调理状况时,V3的截止与导通不断转化,其基极上是幅值约为l4V的矩形交变电压,该电压经R11、、C4加到由二极管V9、V1组成的整流器上,使正半波经过V9负半波流过V10并使%&&&&&%器C5充电。来自C5的负电压经V11、V12约束在1·5~1·6V左右,加到V5基极,使V5截止,故V4也截止,充电指示灯灭。因而当发电机电压高于调理电压后,充电指示灯灭,指示发电机已在充电。

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