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節(jié)能型交流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2016-12-05 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
  在無(wú)線(xiàn)電通訊、電子測(cè)量、自動(dòng)控制、電子計(jì)算機(jī)等許多設(shè)備中,供電電源必須具備穩(wěn)定的電壓。但我國(guó)的供電電壓的波動(dòng)范圍相當(dāng)大,這就需要在用電設(shè)備與交流供電電網(wǎng)之間加設(shè)交流穩(wěn)壓設(shè)備,以確保在供電電網(wǎng)的電壓一旦超出規(guī)定范圍后,經(jīng)交流穩(wěn)壓設(shè)備饋送給用電設(shè)備的實(shí)際交流電壓仍穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)。另外,穩(wěn)壓器的電源變壓器在使用過(guò)程中,并非連續(xù)有負(fù)載,且空載時(shí)間較長(zhǎng),穩(wěn)壓電源存在無(wú)功損耗,日積月累,是不可忽視的能源浪費(fèi),增加了用戶(hù)開(kāi)支。因此,設(shè)計(jì)節(jié)能型交流穩(wěn)壓電源很有實(shí)際意義。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201612/326358.htm

  1 穩(wěn)壓電路

  1.1 繼電器控制部分和變壓器部分

  輸入電壓的波動(dòng)范圍為-25%~+10%,輸出電壓要求在220×(1±0.05)V范圍內(nèi)。將輸入電壓分為5檔,可提高輸出電壓的精度。根據(jù)不同的波動(dòng)率得到相應(yīng)的輸入電壓,其對(duì)應(yīng)值分別為:

  165V(下降25%),176V(下降20%),198V(下降10%),209V(下降5%)和242V(升高10%)。

  繼電器控制部分和變壓器原理如圖1所示。

  

  當(dāng)輸入電壓為165V時(shí),繼電器J1、J2、J3、J4的主觸頭全部吸合,此時(shí)自耦變壓器為升壓變壓器,根據(jù)一定的匝數(shù)比,使得輸出電壓為220V;當(dāng)輸入電壓為176V時(shí),J1釋放,J2、J3、J4吸合,仍作為升壓變壓器;當(dāng)輸入電壓為198V時(shí),J1、J2釋放,J3、J4吸合;當(dāng)輸入電壓為209V時(shí),J1、J2、J3釋放,J4吸合;當(dāng)輸入電壓為242V時(shí),J1、J2、J3、J4全部釋放,此時(shí)為降壓變壓器。變壓器電路的輸入、輸出電壓數(shù)據(jù)如表1所示:

  

  1.2 穩(wěn)壓控制電路

  穩(wěn)壓控制電路如圖2所示(圖中方框B,C,D各框內(nèi)電路與方框A同)。市網(wǎng)電壓經(jīng)IN4004整流,由320k8電阻降壓限流,47LF電容濾波,電阻R2與電位器R3(22k8)分壓,取采樣信號(hào),采樣電路與LM393的“-”端相接,基準(zhǔn)電平與LM393“+”端相接。當(dāng)采樣電壓大于基準(zhǔn)電壓時(shí),即LM393“-”端電壓高于“+”端電壓,LM393輸出低電平,MC1413輸入低電平,輸出高電平,繼電器則不動(dòng)作(釋放)。當(dāng)采樣信號(hào)低于基準(zhǔn)電平時(shí),LM393輸出高電平,MC1413輸出低電平,繼電器動(dòng)作(吸合)。

  

  2 節(jié)能電路

  節(jié)能電路如圖3所示,由5個(gè)IN5404硅整流管(D3~D7)構(gòu)成識(shí)別電路。當(dāng)有負(fù)載時(shí),回路電流將流經(jīng)IN5404,在A,B兩點(diǎn)產(chǎn)生1.2V的交流電壓,再經(jīng)IN4148整流,電容濾波,電阻限流,給MC1413引腳7輸入正偏壓(高于門(mén)限電壓),MC1413輸出低電平,引腳10的繼電器J5工作(吸合),用此繼電器來(lái)控制自耦變壓器的接地回路。當(dāng)無(wú)負(fù)載時(shí),A,B端無(wú)電壓,MC1413引腳7為低電平,MC1413引腳10輸出高電平,繼電器釋放,斷開(kāi)自耦變壓器的接地回路,減少無(wú)負(fù)載時(shí)線(xiàn)圈內(nèi)電流的無(wú)功損耗。

    3 自耦變壓器的設(shè)計(jì)

  設(shè)計(jì)自耦變壓器需計(jì)算容量、鐵芯截面積、各繞組匝數(shù)及漆包線(xiàn)徑等參數(shù)。

  4 設(shè)計(jì)實(shí)例

  據(jù)上述設(shè)計(jì)電路制造出容量為1kVA的穩(wěn)壓電源,其主要技術(shù)指標(biāo)如下:輸入電壓范圍165~265V,輸出電壓230×(1±0.05)V,鐵芯截面積22.4cm2,鐵芯外廓32mm×70mm,每伏2.4匝,電磁功率線(xiàn)徑為0.69~0.75mm,傳導(dǎo)概率線(xiàn)徑為1.08~1.15mm,每伏磁通量密度為2.43TV.

  5 結(jié)束語(yǔ)

  本文設(shè)計(jì)的節(jié)能型交流穩(wěn)壓電源,主要特點(diǎn)是通過(guò)改變自耦變壓器抽頭實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓器的波形不失真。經(jīng)樣機(jī)實(shí)驗(yàn),調(diào)試已獲得成功,說(shuō)明該設(shè)計(jì)方案是可行且可靠的。



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