DC reguliuojamo maitinimo šaltinio projektavimo problemų sprendimo metodai
1. Įvadas
Sparčiai tobulėjant galios elektronikos technologijoms, nuolatinės srovės maitinimo šaltinis yra plačiai naudojamas, o jo kokybė tiesiogiai veikia elektros įrangos ar valdymo sistemų veikimą. Šiuo metu pagrindinės įvairių nuolatinės srovės maitinimo šaltinių jungtys rinkoje yra maždaug vienodos, įskaitant kintamosios srovės maitinimo šaltinį, kintamosios srovės transformatorių (kartais jo negalima naudoti), lygintuvo grandinę, filtro įtampos reguliatoriaus grandinę ir kt. Šiame straipsnyje aprašomas Nuolatinės srovės maitinimo šaltinis, maitinamas trifaziu kintamosios srovės maitinimo šaltiniu, kaip pavyzdys ir pateikia kai kurių problemų, susijusių su nuolatinės srovės maitinimo šaltinio projektavimu, sprendimus. Praktikoje išaiškinta kelių nuolatinės srovės reguliuojamų maitinimo šaltinių naudojimo nuosekliai problema.
.Nuolatinės srovės reguliuojamo maitinimo projektavimas
2.1 Lygintuvo transformatoriaus projektavimas
Trifazio lygintuvo transformatoriaus konstrukcija apima: pirminės ir antrinės apvijų prijungimo režimą, antrinės pusės įtampos apskaičiavimą, pirminės ir antrinės pusės srovės apskaičiavimą, galios apskaičiavimą ir nustatymą bei pasirinkimą. struktūrinės formos. Tarp jų, pirminės ir antrinės apvijų prijungimo režimas ir antrinės pusės įtampos nustatymas yra mūsų pagrindinės analizės turinys. Šiame straipsnyje pateikiamas trijų žingsninio variklio tvarkyklės nuolatinės srovės maitinimo šaltinių projektavimo pavyzdys. Scheminė schema parodyta 1 paveiksle.
1. Antrinės pusės įtampos nustatymas
Antrinė įtampa yra susijusi ne tik su apkrovos įtampa (ty projektuojama nuolatinės srovės reguliuojama maitinimo įtampa) ir lygintuvo grandine, bet ir su įtampos stabilizavimo įtaisu. Tilto lygintuvo grandinei, kuriai keliami aukšti reikalavimai, naudokite kondensatoriaus filtrą, kad stabilizuotumėte įtampą ir stabilizuotumėte įtampą įtampos stabilizatoriumi. Tiems, kuriems keliami žemi reikalavimai, negalite stabilizuoti įtampos arba naudoti kondensatorius įtampai stabilizuoti. Kaip parodyta 1 paveiksle, 7 V žemos įtampos pavara daugiausia naudojama faziniam fiksavimui. Jo srovė maža, o įtampa žema. Tipo maitinimo šaltinis ir aukštas dažnis, didelė srovė ir srovės kitimo greitis sukels didelę viršįtampą, todėl įtampai stabilizuoti reikia naudoti elektrolitinius kondensatorius, o srovei apriboti – rezistorius; plius 12V naudojamas kompiuterių ir integrinių grandynų maitinimo šaltiniams, esant mažai srovei ir žemai įtampai. Tačiau reikalinga stabili įtampa ir mažas pulsacijos koeficientas, todėl įtampai dviem etapais stabilizuoti naudojami kondensatoriai ir trijų gnybtų reguliatoriai. Skirtingiems įtampos stabilizavimo metodams antrinė įtampa turi skirtingus nustatymo metodus. Teoriškai trijų įtampų skaičiavimo formulės yra vienodos, tai yra U2=Ud/2,34 arba UL=Ud/1,35, ir apskaičiuotos trys antrinės įtampos Įtampos yra: 5,2 V, 81,5V ir 8,9V, tačiau tokių skaičiavimų rezultatai praktiškai netinka. Todėl kai kurie dydžiai turi būti nustatyti inžinerinėmis įvertinimo formulėmis. Pavyzdžiui, trijų fazių negrįžtamo ištaisymo sistema paprastai naudoja formulę UL=({{20}}.9 ~1.{{30}})·Ud įvertinimas , jei nuolatinės srovės pusė filtruojama elektrolitiniu kondensatoriumi, padidės vidutinė išėjimo vertė, kuri paprastai apskaičiuojama pagal formulę UL=Ud/2½; jei nuolatinės srovės pusė stabilizuojama kondensatoriumi ir trijų gnybtų įtampos reguliatoriumi, siekiant išplėsti stabilumo įtampos diapazoną, Ud paprastai reikia padidinti 3 ~ 6 V, o tada įvertinti pagal formulę UL=({ {42}}.9 ~ 1.0) · Ud. Taip nustatytos trys antrinės įtampos: UL7=0.9×7=6.3V, UL110=110/2½=78V, UL12=16×0.{101} {43}}.4V.
2. Srovės skaičiavimas ir pajėgumų nustatymas pirminiais ir antriniais atvejais
Antrinė srovė turėtų būti nustatoma pagal apkrovos srovės dydį ir lygintuvo grandinę. 1 paveiksle naudojama trifazė tiltinio lygintuvo grandinė, o trijų antrinių srovių efektyvios vertės gaunamos naudojant formulę I2=(2/3)½Id: 3,26 A, 6,5 A, 1,63 A , jūs gaunate 3 antrines įtampas ir sroves. Pagal principą, kad transformatoriaus pirminė ir antrinė galios yra maždaug vienodos, galima gauti pirminę srovę I1=1.45A, transformatoriaus galia S=953VA, o transformatoriaus modelis. parenkamas pagal 1,5kVA.
3. Pirminės ir antrinės apvijų prijungimo režimo nustatymas
Trifazių transformatorių apvijos pagal poreikį gali būti jungiamos žvaigždės arba trikampio formos. Trifazės išlyginimo grandinės dažniausiai naudojamos didelės galios lyginimui (ty apkrovos galia viršija 4kW), o transformatoriai paprastai jungiami į du tipus: Y/Δ ir Δ/Y. Dėl Δ/Y jungties elektros linijos srovė gali būti dviejų pakopų, kuri yra arčiau sinusinės bangos, o harmoninė įtaka yra maža, o valdoma ištaisymo grandinė naudojama daugiau; Y / Δ jungtis gali užtikrinti vienfazę kintamosios srovės energiją, sumažinant antrinę Apvijos srovę paprastai naudojama didelės galios diodų lygintuvo grandinėse; mažos galios trifaziams transformatoriams jis kartais jungiamas į Y/Y tipą, nors šis prijungimo būdas į elektros tinklą įves harmonikų. Bet juk jo galia maža, o įtaka – maža. Trumpai tariant, renkantis reikėtų atsižvelgti ne tik į poveikį elektros tinklui, bet ir sumažinti apvijų srovę bei sumažinti apvijų izoliacijos lygį. 1 paveiksle 7V ir 12V srovės yra santykinai mažos, įtampa žema ir pasirinktas žvaigždės sujungimo būdas; 110V srovė yra didelė, o įtampa ne per didelė, ir pasirenkamas Δ formos prijungimo būdas, kuris gali labai sumažinti srovę apvijoje, sumažinti apvijos laido skersmenį ir pailginti apvijos ilgį. Tarnavimo laikas; nors pirminės apvijos linijos įtampa aukšta (380V), transformatoriaus galia tik 2kW, o pirminė srovė 1,45A, todėl sujungus žvaigždute galima sumažinti apvijos įtampą ir apvijos izoliaciją.
2.2 Lygintuvo grandinės projektavimas
Trifazio lygintuvo grandinė paprastai turi trifazę pusės bangos lygintuvo grandinę ir trifazę tiltinio lygintuvo grandinę. Kadangi trifazio tilto lygintuvo grandinės vidutinė išėjimo įtampa yra didelė, įtampos pulsacija yra maža, o kokybės koeficientas yra didelis, dažnai naudojama tilto lygintuvo grandinė. Diodo tipo pasirinkimas ant tilto svirties daugiausia priklauso nuo jo vardinės įtampos ir vardinės srovės, o vardinė srovė ir įtampa – pagal vidutinę apkrovos srovę ir įtampą. Skaičiavimo formulė yra tokia: ID=(1/3)½·Id, ID( AV)=ID / 1,57, UDn=(1 ~ 2) 2½·U2, modelis lygintuvą galima nustatyti patikrinus diodo vadovą su ID (AV) ir UDn.
2.3 Filtravimo ir įtampos stabilizavimo grandinės projektavimas
1. Filtro grandinės ir įrenginio pasirinkimas
Lygintuvo filtro grandinėje paprastai yra filtrų grandinės, tokios kaip kondensatoriai, induktoriai ir RC. Indukcinis filtravimas realizuojamas naudojant induktyvumą generuoti priešingą elektrovaros jėgą pulsuojančiai srovei ir trukdyti srovės pokyčiui. Kuo didesnis induktyvumas, tuo geresnis filtravimo efektas. Paprastai jis naudojamas lauke, kur apkrovos srovė yra didelė, o filtravimo reikalavimai nėra dideli. RC filtro grandinė yra filtro grandinė, naudojama jungiant rezistorius ir kondensatorius. Kadangi rezistorius sumažins dalį nuolatinės srovės įtampos, sumažės nuolatinės srovės išėjimo įtampa, todėl tinka tik mažoms srovės grandinėms. Kondensatoriaus filtravimas yra skirtas naudoti kondensatoriaus įkrovimo ir iškrovimo efektą, kad ištaisyta išėjimo įtampa būtų stabili, o įtampos amplitudė padidėtų, filtravimo efektas yra geras ir tinka įvairioms ištaisymo grandinėms. Filtro kondensatoriaus pasirinkimas daugiausia yra tipo, talpos ir atsparumo įtampos vertės nustatymas. Dažniausiai naudojami lygintuvų filtrų kondensatoriai yra aliuminio elektrolitiniai, tantalo elektrolitiniai, poliesterio ir monolitiniai kondensatoriai. Aliuminio elektrolitiniai kondensatoriai turi didelę nuotėkio srovę, žemą atsparumo įtampą ir darbinę temperatūrą (iki plius 70 laipsnių), bet didelę talpą; tantalo elektrolitiniai kondensatoriai turi nedidelę nuotėkio srovę, didesnę atsparumo įtampą ir darbinę temperatūrą nei aliuminio elektrolitiniai kondensatoriai ir paprastai naudojami aukštesnių reikalavimų vietose; poliesterio kondensatoriai turi didelę izoliacijos varžą, mažus nuostolius, žemą darbinę temperatūrą (iki plius 55 laipsnių), mažą talpą, bet didelę įtampą; monolitiniai kondensatoriai gali būti pagaminti mažo dydžio ir aukšto atsparumo įtampai. Eksploatacinės savybės ir šiluminės charakteristikos yra gana stabilios, tačiau talpa yra maža. Paprastai, kai ištaisyta išvesties srovė yra didelė, įtampai filtruoti ir stabilizuoti turi būti naudojami elektrolitiniai kondensatoriai; jei išėjimo srovė maža, filtruoti galima naudoti paprastus kondensatorius arba elektrolitinius kondensatorius. Jei nuolatinės srovės išėjimo įtampai keliami pulsacijos koeficiento reikalavimai arba kad būtų išvengta aukšto dažnio triukšmo, naudokite elektrolitinius kondensatorius. Geriau naudoti lygiagrečiai su mažos talpos nepoliniais kondensatoriais: mažos talpos kondensatoriai gali filtruoti aukšto lygio harmonikas. pulsuojančioje nuolatinėje srovėje, o elektrolitiniai kondensatoriai gali filtruoti didelės vertės žemo dažnio komponentus, o įtampos stabilizavimo diapazonas yra platus ir poveikis yra geras. Ištaisymo ir filtravimo grandinė nereikalauja per didelės talpos ir kondensatoriaus atsparumo įtampos. Paprastai kondensatoriaus talpa apskaičiuojama pagal išėjimo srovę. Jei išėjimo srovė yra didelė, talpa bus didelė; jei srovė maža, talpa bus maža. Tačiau jei talpa per didelė, išėjimo įtampos vertė bus sumažinta, o jei per maža, įtampos pulsacija bus didelė ir nestabili. Norėdami nustatyti talpą, žr. 1 lentelę. Atsparumo įtampos vertė paprastai yra 1,5–2 kartus didesnė už prijungtos grandinės darbinę įtampą.
2. Įtampos reguliatoriaus grandinės ir įrenginio pasirinkimas
Yra dviejų tipų įtampos stabilizavimo grandinės: atskirų komponentų įtampos stabilizavimo grandinė ir integruota įtampos stabilizavimo grandinė, tarp kurių integruota įtampos stabilizavimo grandinė daugiausia naudojama ištaisyti žemos įtampos ir mažos srovės grandinę. . Renkantis pirmiausia turite nustatyti seriją, ar tai yra teigiamas maitinimo šaltinis, ar neigiamas maitinimo šaltinis, ar jis yra reguliuojamas ar fiksuotas, o tada pasirinkti konkretų modelį pagal jo vardinę įtampą ir vardinę srovę; tuo pačiu metu, kai įtampos stabilizatorius yra prijungtas prie lygintuvo grandinės, kai kurie apsauginiai komponentai, pvz., diodo prijungimas prie įvesties / išvesties gnybto, kad būtų išvengta trumpojo jungimo įvesties gnybte, mažo kondensatoriaus prijungimas tarp įvesties gnybto ir žemę, gali apriboti įėjimo įtampos amplitudę ir kt.
Teoriškai nuolatinės srovės maitinimo šaltinio projektavimas yra gana paprastas, tačiau konkrečiame inžineriniame projekte reikalinga tolesnė analizė, tyrimai, praktika ir apibendrinimas.
