Λύσεις σε ζητήματα με το σχεδιασμό μιας τροφοδοσίας με ρύθμιση DC
Σχεδιασμός σταθεροποιημένου τροφοδοτικού DC
Ο σχεδιασμός του τριφασικού ανορθωτή μετασχηματιστή περιλαμβάνει: τον τρόπο σύνδεσης του πρωτεύοντος και του δευτερεύοντος τυλίγματος, τον υπολογισμό της δευτερεύουσας πλευρικής τάσης, τον υπολογισμό του πρωτογενούς και δευτερεύοντος πλευρικού ρεύματος, τον υπολογισμό και τον προσδιορισμό της χωρητικότητας και την επιλογή της δομικής μορφής. Μεταξύ αυτών, ο τρόπος σύνδεσης του πρωτεύοντος και του δευτερεύοντος τυλίγματος και ο προσδιορισμός της δευτερεύουσας πλευρικής τάσης είναι τα περιεχόμενα της ανάλυσης κλειδιού μας. Αυτό το άρθρο λαμβάνει ως παράδειγμα τη σχεδίαση τριών τροφοδοτικών συνεχούς ρεύματος ενός οδηγού βηματικού κινητήρα για να παρουσιάσει λεπτομερώς.
Προσδιορισμός της δευτερεύουσας πλευρικής τάσης
Η δευτερεύουσα τάση δεν σχετίζεται μόνο με την τάση φορτίου (δηλαδή τη ρυθμιζόμενη τάση τροφοδοσίας DC που θα σχεδιαστεί) και το κύκλωμα ανορθωτή, αλλά σχετίζεται επίσης με τη συσκευή σταθεροποίησης τάσης. Για το κύκλωμα ανορθωτή γέφυρας με υψηλές απαιτήσεις, χρησιμοποιήστε φίλτρο πυκνωτή για να σταθεροποιήσετε την τάση και να σταθεροποιήσετε την τάση με σταθεροποιητή τάσης. Για όσους έχουν χαμηλές απαιτήσεις, δεν μπορείτε να σταθεροποιήσετε την τάση ή να χρησιμοποιήσετε πυκνωτές για να σταθεροποιήσετε την τάση. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 1, η μονάδα χαμηλής τάσης συν 7V χρησιμοποιείται κυρίως για το κλείδωμα φάσης. Το ρεύμα του είναι μικρό και η τάση χαμηλή. Τύπος τροφοδοσίας και υψηλής συχνότητας, μεγάλος ρυθμός αλλαγής ρεύματος και ρεύματος θα παράγουν υψηλή υπέρταση, επομένως θα πρέπει να χρησιμοποιούνται ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές για τη σταθεροποίηση της τάσης και αντιστάσεις για τον περιορισμό του ρεύματος. plus 12V χρησιμοποιείται για τροφοδοτικά υπολογιστών και ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, με μικρό ρεύμα και χαμηλή τάση. Ωστόσο, απαιτείται σταθερή τάση και μικρός συντελεστής κυματισμού, επομένως χρησιμοποιούνται πυκνωτές και ρυθμιστές τριών ακροδεκτών για τη σταθεροποίηση της τάσης σε δύο στάδια. Για διαφορετικές μεθόδους σταθεροποίησης τάσης, η δευτερεύουσα τάση έχει διαφορετικές μεθόδους προσδιορισμού. Θεωρητικά, οι τύποι υπολογισμού των τριών τάσεων είναι οι ίδιοι, δηλαδή U2=Ud/2.34 ή UL=Ud/1.35, και οι υπολογιζόμενες τρεις δευτερεύουσες τάσεις Οι τάσεις είναι: 5.2V, 81,5V και 8,9V, αλλά τα αποτελέσματα τέτοιων υπολογισμών δεν είναι κατάλληλα στην πράξη. Επομένως, ορισμένες ποσότητες πρέπει να προσδιορίζονται με τύπους μηχανικής εκτίμησης. Για παράδειγμα, το τριφασικό μη αναστρέψιμο σύστημα διόρθωσης χρησιμοποιεί γενικά τον τύπο UL=({{20}}.9 ~1.{{30}})·Ud εκτίμηση , εάν η πλευρά DC φιλτράρεται από έναν ηλεκτρολυτικό πυκνωτή, η μέση τιμή της εξόδου θα αυξηθεί, η οποία γενικά εκτιμάται από τον τύπο UL=Ud/2½; εάν η πλευρά DC σταθεροποιείται από έναν πυκνωτή και έναν ρυθμιστή τάσης τριών ακροδεκτών, προκειμένου να επεκταθεί το εύρος σταθερότητας Τάση, το Ud γενικά θα πρέπει να αυξηθεί κατά 3 ~ 6 V και στη συνέχεια να εκτιμηθεί με τον τύπο UL=({ {42}}.9 ~ 1.0) · Ud. Οι τρεις δευτερεύουσες τάσεις που προσδιορίζονται με αυτόν τον τρόπο είναι: UL7=0.9×7=6.3V, UL110=110/2½=78V, UL12=16×0.{ {43}}.4V.
1. Δευτερεύον παράδειγμα υπολογισμού ρεύματος και προσδιορισμού χωρητικότητας
Το δευτερεύον ρεύμα πρέπει να προσδιορίζεται σύμφωνα με το μέγεθος του ρεύματος φορτίου και το κύκλωμα ανορθωτή. Στο σχήμα 1, χρησιμοποιείται ένα τριφασικό κύκλωμα ανορθωτή γέφυρας και οι ενεργές τιμές των τριών δευτερευόντων ρευμάτων λαμβάνονται χρησιμοποιώντας τον τύπο I2=(2/3)½Id: 3.26 A, 6.5A, 1.63A , λαμβάνετε 3 δευτερεύουσες τάσεις και ρεύματα. Σύμφωνα με την αρχή ότι η κύρια και η δευτερεύουσα ισχύς του μετασχηματιστή είναι περίπου ίσες, μπορεί να ληφθεί το πρωτεύον ρεύμα I1=1.45A, η χωρητικότητα του μετασχηματιστή είναι S=953VA και το μοντέλο του μετασχηματιστή επιλέγεται σύμφωνα με 1,5kVA.
1. Προσδιορισμός του τρόπου σύνδεσης της δευτερεύουσας περιέλιξης
Οι τριφασικές περιελίξεις μετασχηματιστή μπορούν να συνδεθούν σε σχήμα αστεριού ή τριγώνου όπως απαιτείται. Τα τριφασικά κυκλώματα ανόρθωσης χρησιμοποιούνται γενικά για ανόρθωση υψηλής ισχύος (δηλαδή, η ισχύς φορτίου είναι πάνω από 4 kW) και οι μετασχηματιστές συνδέονται συνήθως σε δύο τύπους: Υ/Δ και Δ/Υ. Η σύνδεση Δ/Υ μπορεί να κάνει το ρεύμα της γραμμής ισχύος να έχει δύο βήματα, το οποίο είναι πιο κοντά στο ημιτονοειδές κύμα και η αρμονική επιρροή είναι μικρή και το ελεγχόμενο κύκλωμα ανόρθωσης χρησιμοποιείται περισσότερο. Η σύνδεση Y/Δ μπορεί να παρέχει μονοφασική ισχύ εναλλασσόμενου ρεύματος, μειώνοντας το δευτερεύον Το ρεύμα περιέλιξης χρησιμοποιείται γενικά σε κυκλώματα ανορθωτή διόδου υψηλής ισχύος. για τριφασικούς μετασχηματιστές μικρής ισχύος, μερικές φορές συνδέεται σε τύπο Υ/Υ, αν και αυτή η μέθοδος σύνδεσης θα εισάγει αρμονικές στο ηλεκτρικό δίκτυο. Αλλά τελικά η δύναμή του είναι μικρή και η επίδρασή του μικρή. Εν ολίγοις, κατά την επιλογή, δεν πρέπει μόνο να λάβουμε υπόψη τις επιπτώσεις στο ηλεκτρικό δίκτυο, αλλά και να ελαχιστοποιήσουμε το ρεύμα περιέλιξης και να μειώσουμε το επίπεδο μόνωσης του τυλίγματος. Στο Σχήμα 1, τα ρεύματα 7V και 12V είναι σχετικά μικρά, η τάση είναι χαμηλή και έχει επιλεγεί η μέθοδος σύνδεσης με αστέρι. το ρεύμα 110V είναι μεγάλο και η τάση δεν είναι πολύ υψηλή και επιλέγεται η μέθοδος σύνδεσης σχήματος Δ, η οποία μπορεί να μειώσει σημαντικά το ρεύμα στην περιέλιξη, να μειώσει τη διάμετρο του σύρματος περιέλιξης και να επεκτείνει το μήκος της περιέλιξης. Διάρκεια ζωής? αν και η τάση γραμμής του πρωτεύοντος τυλίγματος είναι υψηλή (380V), η χωρητικότητα του μετασχηματιστή είναι μόνο 2kW και το πρωτεύον ρεύμα είναι 1,45A, επομένως η μέθοδος σύνδεσης με αστέρι μπορεί να μειώσει την τάση της περιέλιξης και τη μόνωση της περιέλιξης.
Σχεδιασμός κυκλώματος ανορθωτή
Το τριφασικό κύκλωμα ανορθωτή έχει συνήθως ένα τριφασικό κύκλωμα ανορθωτή μισού κύματος και ένα τριφασικό κύκλωμα ανορθωτή γέφυρας. Δεδομένου ότι η μέση τάση εξόδου του τριφασικού κυκλώματος ανορθωτή γέφυρας είναι υψηλή, ο κυματισμός τάσης είναι μικρός και ο παράγοντας ποιότητας είναι υψηλός, χρησιμοποιείται συχνά το κύκλωμα ανορθωτή γέφυρας. Η επιλογή του τύπου διόδου στον βραχίονα της γέφυρας καθορίζεται κυρίως από την ονομαστική τάση και το ονομαστικό ρεύμα και το ονομαστικό ρεύμα και τάση καθορίζονται από το μέσο ρεύμα και τάση φορτίου. Ο τύπος υπολογισμού είναι: ID=(1/3)½·Id, ID( AV)=ID / 1.57, UDn=(1 ~ 2) 2½·U2, το μοντέλο του ανορθωτή μπορεί να προσδιοριστεί ελέγχοντας το εγχειρίδιο της διόδου με ID (AV) και UDn.
Σχεδιασμός κυκλώματος φιλτραρίσματος και σταθεροποίησης τάσης
1), κύκλωμα φίλτρου και επιλογή συσκευής
Το κύκλωμα φίλτρου ανορθωτή έχει συνήθως κυκλώματα φίλτρων όπως πυκνωτές, επαγωγείς και RC. Το επαγωγικό φιλτράρισμα πραγματοποιείται με τη χρήση της επαγωγής για τη δημιουργία αντίθετης ηλεκτροκινητικής δύναμης στο παλλόμενο ρεύμα και την παρεμπόδιση της αλλαγής του ρεύματος. Όσο μεγαλύτερη είναι η επαγωγή, τόσο καλύτερο είναι το αποτέλεσμα φιλτραρίσματος. Γενικά χρησιμοποιείται σε χωράφια όπου το ρεύμα φορτίου είναι μεγάλο και οι απαιτήσεις φιλτραρίσματος δεν είναι υψηλές. Το κύκλωμα φίλτρου RC είναι ένα κύκλωμα φίλτρου που χρησιμοποιείται με τη σύνδεση αντιστάσεων και πυκνωτών. Δεδομένου ότι η αντίσταση θα μειώσει ένα μέρος της τάσης DC, η τάση εξόδου DC θα μειωθεί, επομένως είναι κατάλληλη μόνο για μικρά κυκλώματα ρεύματος. Το φιλτράρισμα πυκνωτή είναι να χρησιμοποιήσει το αποτέλεσμα φόρτισης και εκφόρτισης του πυκνωτή για να κάνει την ανορθωμένη τάση εξόδου σταθερή και το πλάτος της τάσης αυξάνεται, το αποτέλεσμα φιλτραρίσματος είναι καλό και είναι κατάλληλο για διάφορα κυκλώματα ανόρθωσης. Η επιλογή του πυκνωτή φίλτρου είναι κυρίως ο προσδιορισμός του τύπου, της χωρητικότητας και της τιμής της τάσης αντοχής. Οι κοινώς χρησιμοποιούμενοι πυκνωτές φίλτρου ανορθωτή περιλαμβάνουν ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές αλουμινίου, ηλεκτρολυτικού τανταλίου, πολυεστέρα και μονολιθικούς πυκνωτές. Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές αλουμινίου έχουν μεγάλο ρεύμα διαρροής, χαμηλή τάση αντοχής και θερμοκρασία λειτουργίας (έως και 70 βαθμούς), αλλά μεγάλη χωρητικότητα. Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές τανταλίου έχουν μικρό ρεύμα διαρροής, υψηλότερη τάση αντοχής και θερμοκρασία λειτουργίας από τους ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές αλουμινίου και χρησιμοποιούνται γενικά για χώρους υψηλότερων απαιτήσεων. Οι πυκνωτές πολυεστέρα έχουν μεγάλη αντίσταση μόνωσης, χαμηλή απώλεια, χαμηλή θερμοκρασία λειτουργίας (έως και 55 βαθμούς), μικρή χωρητικότητα, αλλά υψηλή τάση αντοχής. Οι μονολιθικοί πυκνωτές μπορούν να κατασκευαστούν μικρού μεγέθους και υψηλής τάσης αντοχής. Η απόδοση και η θερμική απόδοση είναι σχετικά σταθερές, αλλά η χωρητικότητα είναι μικρή. Γενικά, όταν το διορθωμένο ρεύμα εξόδου είναι μεγάλο, πρέπει να χρησιμοποιούνται ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές για το φιλτράρισμα και τη σταθεροποίηση της τάσης. Εάν το ρεύμα εξόδου είναι μικρό, μπορούν να χρησιμοποιηθούν συνηθισμένοι πυκνωτές ή ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές για φιλτράρισμα. Εάν η τάση εξόδου συνεχούς ρεύματος έχει απαιτήσεις συντελεστή κυματισμού ή για την αποφυγή θορύβου υψηλής συχνότητας, χρησιμοποιήστε ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές Είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείται παράλληλα με μη πολικούς πυκνωτές μικρής χωρητικότητας: οι πυκνωτές μικρής χωρητικότητας μπορούν να φιλτράρουν αρμονικές υψηλής τάξης σε παλλόμενο DC και οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές μπορούν να φιλτράρουν εξαρτήματα χαμηλής συχνότητας μεγάλης αξίας και το εύρος σταθεροποίησης τάσης είναι ευρύ και το αποτέλεσμα είναι καλό. Το κύκλωμα ανόρθωσης και φιλτραρίσματος δεν απαιτεί υπερβολική χωρητικότητα και αντοχή στην τάση του πυκνωτή. Γενικά, η χωρητικότητα του πυκνωτή υπολογίζεται σύμφωνα με το ρεύμα εξόδου. Εάν το ρεύμα εξόδου είναι μεγάλο, η χωρητικότητα θα είναι μεγάλη. εάν το ρεύμα είναι μικρό, η χωρητικότητα θα είναι μικρή. Ωστόσο, εάν η χωρητικότητα είναι πολύ μεγάλη, η τιμή της τάσης εξόδου θα μειωθεί και εάν είναι πολύ μικρή, η κυματισμός τάσης θα είναι μεγάλη και ασταθής. Ανατρέξτε στον Πίνακα 1 για να προσδιορίσετε τη χωρητικότητα. Η τιμή της τάσης αντοχής είναι γενικά 1,5 έως 2 φορές την τάση λειτουργίας του συνδεδεμένου κυκλώματος.
2), κύκλωμα ρυθμιστή τάσης και επιλογή συσκευής
Υπάρχουν δύο είδη κυκλωμάτων σταθεροποίησης τάσης: κύκλωμα σταθεροποίησης τάσης διακριτού εξαρτήματος και ολοκληρωμένο κύκλωμα σταθεροποίησης τάσης, μεταξύ των οποίων το ολοκληρωμένο κύκλωμα σταθεροποίησης τάσης χρησιμοποιείται κυρίως για ανόρθωση κυκλώματος με χαμηλή τάση και μικρό ρεύμα. . Κατά την επιλογή, πρέπει πρώτα να προσδιορίσετε τη σειρά, είτε πρόκειται για θετική παροχή ρεύματος είτε για αρνητική παροχή ρεύματος, εάν είναι ρυθμιζόμενη ή σταθερή και, στη συνέχεια, επιλέξτε ένα συγκεκριμένο μοντέλο σύμφωνα με την ονομαστική τάση και το ονομαστικό ρεύμα. ταυτόχρονα, όταν ο σταθεροποιητής τάσης είναι συνδεδεμένος στο κύκλωμα ανορθωτή, ορισμένα προστατευτικά εξαρτήματα, όπως η σύνδεση μιας διόδου στον ακροδέκτη I/O για την αποφυγή βραχυκυκλώματος στον ακροδέκτη εισόδου, η σύνδεση ενός μικρού πυκνωτή μεταξύ του ακροδέκτη εισόδου και η γείωση, μπορεί να περιορίσει το πλάτος της τάσης εισόδου κ.λπ.
Ο σχεδιασμός της τροφοδοσίας συνεχούς ρεύματος είναι σχετικά απλός στη θεωρία, αλλά απαιτούνται περαιτέρω ανάλυση, έρευνα, πρακτική και περίληψη σε συγκεκριμένο τεχνικό σχεδιασμό.
