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開(kāi)關(guān)式交流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2010-07-23 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
目前,空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)、通信、雷達(dá)及家電中的電源逐漸被電源所取代?,F(xiàn)在一般應(yīng)用的串聯(lián)調(diào)整是連續(xù)控制的線性。這種傳統(tǒng)的串聯(lián)穩(wěn)壓器、調(diào)整管總是工作在放大區(qū),流過(guò)的電流是連續(xù)的,這種穩(wěn)壓器的缺點(diǎn)是承受過(guò)載和短路的能力差,效率低,一般只有35%~60%。由于調(diào)整管要損耗較大的功率,所以需要采用大功率調(diào)整管,并裝有體積很大的散熱器。而電源的調(diào)整管工作在狀態(tài),功率損耗小,效率可達(dá)70%~95%,穩(wěn)壓器的體積小,重量輕,調(diào)整管的功率損耗較小,散熱器也隨之減小。此外,開(kāi)關(guān)頻率工作在幾十kHz,可用數(shù)值較小的濾波電感、電容元件,故可以大大提高允許的環(huán)境溫度。

l 電路組成及工作原理
開(kāi)關(guān)式電路框圖如圖1所示。工作原理描述:由三角波發(fā)生電路產(chǎn)生150 kHz的三角波,由低頻正弦波產(chǎn)生電路產(chǎn)生50 Hz的正弦波。兩個(gè)信號(hào)分別同時(shí)送到比較器的同相和反相輸入端,在比較器的輸出端將產(chǎn)生矩形波。該矩形波的頻率與150 kHz的三角波相同,該矩形波的脈沖寬度受50 Hz正弦波實(shí)時(shí)幅度的調(diào)制后,隨50 Hz正弦波實(shí)時(shí)幅度而變化,即已調(diào)制矩形波。將其送到高速電子開(kāi)關(guān)中一個(gè)輸入端,并經(jīng)過(guò)一級(jí)反向器反向,送到高速電子開(kāi)關(guān)的另外一個(gè)輸入端。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/180694.htm


市電整流濾波獲得的倍于輸入電壓(典型值約為311 V)的直流高電壓送到高速電子開(kāi)關(guān)的電源輸入端。高速電子開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸出端由兩個(gè)反向的輸入矩形波驅(qū)動(dòng),從約311 V直流電源取得能量后,分別經(jīng)過(guò)一級(jí)短時(shí)間常數(shù)的LC濾波電路連接到高頻開(kāi)關(guān)變壓器的初級(jí)。該LC濾波電路的作用是使進(jìn)入高頻開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)的矩形波脈沖拐角趨于圓滑,以降低其高頻諧波。高頻開(kāi)關(guān)變壓器的初、次級(jí)還起到對(duì)市電隔離的作用,高頻開(kāi)關(guān)變壓器的次級(jí)獲得交變、拐角圓滑的矩形波電壓,經(jīng)過(guò)多級(jí)長(zhǎng)時(shí)間常數(shù)的LC濾波電路,將150 kHz高頻信號(hào)濾除,還原出50 Hz正弦波的調(diào)制信號(hào)。送到負(fù)載用于對(duì)負(fù)載供電。
電壓和電流取樣電路從負(fù)載上獲取電壓和電流信號(hào),分別送兩路A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換,變成離散的數(shù)字信號(hào)。一方面用于通過(guò)微處理器處理后進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示;另一方面用于通過(guò)微處理器處理后送D/A轉(zhuǎn)換器變換為模擬量,經(jīng)過(guò)光電隔離驅(qū)動(dòng)電路來(lái)控制正弦波發(fā)生器的幅值,又經(jīng)過(guò)比較器、反向器、高速電子開(kāi)關(guān)、LC濾波、高頻開(kāi)關(guān)變壓器、多級(jí)LC濾波等電路,用于控制負(fù)載上電壓或電流的穩(wěn)定。電壓互感器的作用是從市電中獲得低諧波失真的標(biāo)準(zhǔn)正弦波,經(jīng)由正弦波產(chǎn)生電路控制其幅值;鍵盤用于輸入準(zhǔn)備向負(fù)載提供的電壓或電流值。


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