一款隔離調壓式交流電源的電路設計以及應用
交流電源(如單相220 V),是電子儀器設備工作主要的供電電源。在電子儀器設備設計、生產與質量檢驗過程中,特別是進行結構、性能指標的動態(tài)檢驗中,會因為被檢測儀器設備內部存在的不良問題而產生漏電、短路等故障。在利用自耦調壓器進行相關實驗中,由于接線不正確,使用不合理,也會出現“被電”現象。上述情況,如果沒有很好保護方法和措施,導致被檢測儀器設備和所使用檢測設備被“觸電”而被損壞,同時也給試驗、操作使用人員帶來人身危險。為此,文中研究了一種“隔離調壓式交流電源”,提出了相應設計與制作方法,對于解決上述類似不安全問題,具有重要作用。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/227272.htm原理設計
文中以穩(wěn)壓電源設備進行“在線模擬公路運輸試驗”為例,來說明“隔離調壓式交流電源”設計的原理。穩(wěn)壓電源設備是以單相220 V交流電作為供電電源,直流穩(wěn)壓輸出+22 V,最大輸出功率220 W(22 V,10 A),對其進行在線模擬公路運輸試驗,就是在模擬振動試驗臺上進行帶電試驗,從而模擬檢驗運輸狀態(tài)下的技術性能與安裝質量。
1、功能指標設計
分析可知,穩(wěn)壓電源設備工作所需用供給電源是單相220 V/50 Hz交流電,并且要求輸入的功率大于220 W。由于穩(wěn)壓電源設備的直流穩(wěn)壓性能要求比較高,因而對單相220 W50Hz交流電變化的適應能力比較強,要求變化在180~260 V范圍內。同時考慮到使用自耦調壓器的安全要求,在保證試驗、保證安全的情況下,給“隔離調壓式交流電源”設計提出了以下功能與技術指標要求:
1)分別提供220 V/50 Hz交流市電電源和可調的交流電源;
2)輸出的220 V/50 Hz交流市電,功率≥1 000 W;
3)輸出的可調交流電壓范圍為0~260V;輸出功率≥300W;
4)具有輸入電壓、輸出電壓指示和輸出電流顯示;
5)要求具有漏電、過載保護功能;
6)輸入、輸出插頭、插座安裝固定牢靠。
2、原理設計
按照“隔離調壓式交流電源”設計提出的功能與技術指標要求,設計原理如圖1所示?;驹恚簡蜗嗍须?20 V/50 HZ電源,經漏電保護器、電源開關S1、保險絲接至自耦調壓器B1輸入端,又通過調節(jié)端輸出到隔離變壓器B2輸入端;B2匝數比為1:1,則輸出與輸入相同的電壓;然后經電流表輸出到負載RFZ。電壓表通過開關S2轉換顯示輸入、輸出電壓。同時在原理電路中加入了漏電保護器。
電源開關S1的作用是控制兩路交流電源的輸出。當S1接至上端,“隔離調壓式交流電源”輸出市電;當S1接至下端,則輸出可調0~260 V的交流電壓。離變壓器B2,實現輸出可調電壓與輸入市電電源絕緣隔離;通過調節(jié)自耦變壓器B1達到調節(jié)輸出電壓的目的。C1選擇容值0.47 μF,耐壓500V主要是為了濾除調整B1時產生的高頻干擾諧波。
3、安全分析
保險絲加在了“隔離調壓式交流電源”自耦調壓器的輸入端,根據輸出功率大小,選定合適規(guī)格的保險絲;當負載過大時,保險絲熔斷,達到保護試驗設備的目的。
采用匝數比為1:1的變壓器,實現與單相市電的絕緣隔離;制作合適的變壓器,并且初次級絕緣強度高,即滿足輸出功率要求,又能夠避免由于火線、零線、地線接錯而帶來的不安全問題。
運用漏電保護器,實現漏電保護;當試驗中由于儀器設備出現故障或人;員操作不當發(fā)生漏電、觸電問題時,漏電保護器及時工作,斷開市電電源,以保證儀器設備及試驗人員的安全。
“隔離調壓式交流電源”設計中,具有上述3種安全措施,既保證有效進行試驗,又增強了試驗過程的安全性。
器件設計與選用
按照“隔離調壓式交流電源”設計指標與功能要求,主要以輸出可調交流電壓的原理為主,研究設計和選用器件,為了保證性能和質量,針對所用器件做出以下設計與選擇。
1、隔離變壓器
變壓器:它在電力系統(tǒng)中的重要作用是變換電壓,以利于功率傳輸。變壓器在磁通的作用下,兩側的線圈分別產生感應電勢,電勢的大小與匝數成正比。變壓器原、副線圈匝數不同,這樣就起到了變壓作用。
評論