一款隔離調(diào)壓式交流電源的電路設(shè)計以及應用

隔離變壓器B2設(shè)計結(jié)構(gòu)原理如圖1、圖2所示，匝數(shù)比為1：1，E型硅鋼鐵芯，初次級線圈之間加隔離層并接地，初、次級線圈與接地端的絕緣電阻≥1.5 MΩ;輸出功率≥300 W。設(shè)計制作的B2，通過試驗其性能參數(shù)如表1所示?？梢?，能夠滿足設(shè)計使用要求。

圖2 自耦調(diào)壓器原理

2、自耦調(diào)壓器

自耦調(diào)壓器是常用調(diào)壓器的一種，其原理和自耦變壓器原理相同。自耦調(diào)壓器和動圈調(diào)壓器、變磁通調(diào)壓器和感應調(diào)壓器相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、故障率低、體積小、造價低、使用方便等優(yōu)點，這正是“隔離調(diào)壓式交流電源”選用自耦調(diào)壓器的主要原因。當B1接入市電220 V后，U12=220 V，使用調(diào)節(jié)旋鈕，使U32輸出交流電電壓在0～260 V范圍內(nèi)。根據(jù)輸出功率300 W的要求，選擇B1的功率≥500 W。綜合考慮“隔離調(diào)壓式交流電源”的體積、功率等要求，選擇了B1為TDG2型接觸式自耦調(diào)壓器，其參數(shù)有：輸出功率500 W；調(diào)壓范圍0～275 V。

3、漏電保護器

漏電保護器是一種防止人身觸電事故的安全防護裝置，當電路中發(fā)生漏電或觸電時，可以在很短時間內(nèi)切斷整個電路。

1)漏電保護器的基本工作原理

如圖3所示，當負載發(fā)生漏電故障時，電流通過大地形成回路，負載側(cè)對大地形成泄漏電流，穿過零序電流互感器CT的電流的矢量和不等于零。零序電流互感器 CT感應出一個零序電流，當零序電流達到整定值，經(jīng)放大器FA放大后驅(qū)動跳閘線圈Q，線圈Q通電產(chǎn)生磁場，吸動銜鐵使開關(guān)K斷開，線路及電器失去電源，從而保護了人身和電氣設(shè)備的安全。

漏電保護器，有兩種類型：即電壓動作型和電流動作型，而電壓動作型由于自身的種種弊端而被淘汰，現(xiàn)主要應用是以電流動作型漏電保護器為主。

2)漏電保護器設(shè)計選擇

針對“隔離調(diào)壓式交流電源”功能要求和使用對象，依據(jù)額定電流In、額定漏電動作電流I△n、漏電動作分斷時間動作時間、額定漏電不動作電流I△n0等參數(shù)進行設(shè)計選擇。

額定電流In。指能夠持續(xù)流過漏電保護器的最大負載電流。這需要根據(jù)試驗設(shè)備的功率之和Po來計算確定，即：In=Po/220。因為設(shè)計要求Po輸出 ≥300 W，所以選擇漏電保護器的額定電流In≥1.36 A。計算電流略大一點的漏電保護器，這樣，在正常使用中，不至于漏電保護器因過負荷經(jīng)常動作，影響正常使用。

額定漏電動作電流I△n。是漏電保護器一個重要的參數(shù)，是漏電保護器在規(guī)定的工作條件下必須動作的漏電電流值。當試驗設(shè)備或漏電電流達到某一規(guī)定值時，漏電保護器必須可靠斷開電路，使試驗電器設(shè)備失去電源。一般情況下，應選擇漏電電流為30 mA的高靈敏度型的漏電保護器。

漏電動作分斷時間動作時間。是從突然施加漏電動作電流開始到被保護的電路或設(shè)備完全被切斷電源為止。漏電保護器的動作時間可分為3種，以保證在人身觸電時的安全保護作用和適應分級保護的需要?？焖傩停簞幼鲿r間不超過0.1 s。定時限型：動作時間不超過0.1～2 s。反時限型：動作電流時，動作時間不超過1 s；2倍動作電流時，動作時間不超過0.2 s;5倍動作電流時，動作時間不超過0.03 s。在選擇漏電保護器時，自然以安全為主，應當選用快速型、動作時間不超過0.1 s的漏電保護器。

額定漏電不動作電流I△n0。漏電保護器選擇，應保證在電路中出現(xiàn)規(guī)定值的漏電電流時應該保證正常動作，也應該在故障電流沒有達到規(guī)定值，保證不動作。為此，漏電保護器的I△n0≯30 mA。

綜上述分析設(shè)計，選擇型號為DZ47LE-32漏電保護器，技術(shù)參數(shù)為：額定電流In=10 A;I△n=30 mA；動作時間t≤0.1 s；能夠滿足設(shè)計要求。