直流穩(wěn)壓電源設(shè)計環(huán)節(jié)中問題處理方法
3、一、二次例繞組聯(lián)結(jié)方式的確定
三相交壓器繞組可以根據(jù)需要接成星形或Δ形。三相整流電路一般用于大功率(即負載功率在4kW以上)整流,變壓器通常接成Y/Δ、 Δ/Y 2種。Δ/Y接法可使電源線電流有2個階梯,更接近正弦波,諧波影響小,可控整流電路用得比較多;Y/Δ接法可以提供單相交流電源,減小二次繞組電流,一般用于大功率二極管整流電路;對于小功率三相變壓器有時也接成Y/Y型,雖然這種接法會給電網(wǎng)引入諧波.但畢竟其功率小,影響也較小??傊?,選的時候既要考慮對電網(wǎng)的影響,又要盡量減小繞組電流,降低繞組絕緣等級。在圖1中,7V和12V電流比較小,電壓低,選星形接法;110V電流大,電壓不是太高,選Δ形接法,可大大降低繞組中電流,減小繞組線徑,延長使用壽命;一次繞組的線電壓雖然高(380V),但變壓器容量只有2kW,一次電流為1.45A,所以選星形接法,可降低繞組的電壓和繞組的絕緣等。
2.2 整流電路設(shè)計
三相整流電路通常有三相半波整流電路和三相橋式整流電路,由于三相橋式整流電路輸出平均電壓高,電壓脈動小,品質(zhì)因數(shù)高,因此多使用橋式整流電路。橋臂上二極管型號的選擇主要是由它的額定電壓和額定電流決定,額定電流和電壓則由負載平均電流和電壓決定,其計算式為:ID=(1/3)½·Id,ID(AV)= ID /1.57,UDn=(1~2) 2½·U2,由ID(AV)和UDn查二極管手冊就可確定整流管的型號。
2.3 濾波穩(wěn)壓電路設(shè)計
1、濾波電路及器件選擇
整流濾波電路通常有電容、電感和RC等濾波電路。電感濾波是利用電感對脈動電流產(chǎn)生反電動勢,阻礙電流變化來實現(xiàn)的,電感越大,濾波效果越好。它一般用于負載電流大、對濾波要求不高的場臺。RC濾波電路是電阻和電容連接使用的濾波電路,由于電阻會降低一部分直流電壓,直流輸出電壓會減小,因此只適用于小電流電路。電容濾波是利用電容的充放電作用使整流輸出電壓變得平穩(wěn),而且電壓幅值升高,濾波效果好,適于各種整流電路。濾波電容的選擇主要是種類和容量、耐壓值的確定。常用的整流濾波電容有鋁電解、鉭電解、滌綸、獨石電容等。鋁電解電容漏電流大,耐壓和工作溫度(最高+70℃)較低,但容量大;鉭電解電容漏電流小,耐壓和工作溫度比鋁電解電容都高,一般用于要求較高的地方;滌綸電容絕緣電阻大,損耗小,工作溫度(最高+55℃)低,容量小,但耐壓高;獨石電容體積可以做得很小,耐壓也可以做得很高,化學(xué)性能和熱性能比較穩(wěn)定,但容量小。一般當(dāng)整流輸出電流大時,必須用電解電容濾波穩(wěn)壓;輸出電流小時,用一般電容或電解電容濾波都可以,如果對直流輸出電壓有紋波系數(shù)要求或者為了防止高頻噪音,用電解電容和小容量無極性電容并聯(lián)使用效果較好:小容量電容可濾掉脈動直流中的高次諧波, 電解電容濾掉大幅值的低頻成分,穩(wěn)壓范圍寬、效果好。整流濾波電路對電容器的容量和耐壓值要求不是太高,一般根據(jù)輸出電流大小估算電容器的容量,輸出電流大,容量就大;電流小,容量就小。但是,容量太大會降低輸出電壓值,太小則會導(dǎo)致電壓脈動大、不穩(wěn)定。容量確定可參考表1,耐壓值一般取所接電路工作電壓的1.5~2倍。
2、穩(wěn)壓電路及器件選擇
穩(wěn)壓電路有分立元件穩(wěn)壓電路和集成穩(wěn)壓電路2種,其中集成穩(wěn)壓電路主要用于低電壓小電流的整流電路,具有體積小,電路簡單,穩(wěn)壓精度高,使用調(diào)試方便等特點。選擇時首先要確定系列,是正電源還是負電源,是可調(diào)的還是固定的,其次是根據(jù)它的額定電壓和額定電流選擇具體型號;同時,穩(wěn)壓器在接入整流電路時要適當(dāng)加一些保護元件,如在I/O端接二極管可防止輸入端短路,在輸入端和地之間接一小電容,可限制輸入電壓幅值等。
直流電源的設(shè)計理論上比較簡單,但在具體的工程設(shè)計中還需要進一步分析、研究、實踐和總結(jié)。
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