Løsninger på problemer med designet af en DC-reguleret strømforsyning
Design af DC stabiliseret strømforsyning
Designet af den trefasede ensrettertransformator inkluderer: forbindelsestilstanden for de primære og sekundære viklinger, beregningen af sekundærsidens spænding, beregningen af den primære og sekundære sidestrøm, beregningen og bestemmelsen af kapaciteten og valget af den strukturelle form. Blandt dem er forbindelsestilstanden for de primære og sekundære viklinger og bestemmelsen af den sekundære sidespænding indholdet af vores nøgleanalyse. Denne artikel tager designet af tre DC-strømforsyninger til en stepmotordriver som et eksempel for at introducere i detaljer.
Bestemmelse af den sekundære sidespænding
Den sekundære spænding er ikke kun relateret til belastningsspændingen (det vil sige den DC-regulerede strømforsyningsspænding, der skal designes) og ensretterkredsløbet, men også relateret til den spændingsstabiliserende enhed. Til broensretterkredsløbet med høje krav skal du bruge kondensatorfilter til at stabilisere spændingen og stabilisere spændingen med en spændingsstabilisator. For dem med lave krav kan du ikke stabilisere spændingen eller bruge kondensatorer til at stabilisere spændingen. Som vist i figur 1 bruges plus 7V lavspændingsdrev hovedsageligt til faselåsning. Dens strøm er lille, og spændingen er lav. Type strømforsyning og høj frekvens, stor strøm og strømændringshastighed vil producere høj overspænding, så elektrolytiske kondensatorer skal bruges til at stabilisere spændingen og modstande for at begrænse strøm; plus 12V bruges til strømforsyninger til computere og integrerede kredsløb, med lille strøm og lav spænding. Der kræves dog stabil spænding og lille rippelkoefficient, så kondensatorer og tre-terminal regulatorer bruges til at stabilisere spændingen i to trin. For forskellige spændingsstabiliseringsmetoder har den sekundære spænding forskellige bestemmelsesmetoder. I teorien er beregningsformlerne for de tre spændinger de samme, det vil sige U2=Ud/2,34 eller UL=Ud/1,35, og de beregnede tre sekundære spændinger. Spændingerne er: 5,2V, 81,5V og 8,9V, men resultaterne af sådanne beregninger er ikke egnede i praksis. Derfor skal nogle mængder bestemmes ved hjælp af tekniske estimeringsformler. For eksempel bruger det trefasede irreversible ensrettersystem generelt formlen UL=({{20}}.9 ~1.{{30}})·Ud-estimat , hvis DC-siden filtreres af en elektrolytisk kondensator, vil den gennemsnitlige værdi af outputtet stige, hvilket generelt estimeres med formlen UL=Ud/2½; hvis DC-siden er stabiliseret af en kondensator og en tre-terminal spændingsregulator, for at udvide stabilitetsspændingsområdet, bør Ud generelt øges med 3 ~ 6V og derefter estimeres med formlen UL=({ {42}}.9 ~ 1.0) · Ud. De således bestemte sekundære spændinger er: UL7=0.9×7=6.3V, UL110=110/2½=78V, UL12=16×0.{ {43}}.4V.
1. Sekundært eksempel strømberegning og kapacitetsbestemmelse
Den sekundære strøm bør bestemmes i henhold til størrelsen af belastningsstrømmen og ensretterkredsløbet. I figur 1 anvendes et trefaset broensretterkredsløb, og de effektive værdier af de tre sekundære strømme opnås ved at bruge formlen I2=(2/3)½Id: 3,26 A, 6,5A, 1,63A , får du 3 sekundære spændinger og strømme. Ifølge princippet om, at transformatorens primære og sekundære effekt er omtrent lige store, kan primærstrømmen I1=1.45A opnås, transformatorens kapacitet er S=953VA, og transformatormodellen vælges efter 1,5kVA.
1. Bestemmelse af forbindelsestilstanden for sekundærviklingen
Trefasede transformatorviklinger kan tilsluttes i stjerne- eller deltaform efter behov. Trefasede ensretterkredsløb bruges generelt til højeffekt-ensretning (det vil sige, belastningseffekten er over 4kW), og transformatorerne er normalt forbundet i to typer: Y/Δ og Δ/Y. Δ/Y-forbindelsen kan få strømledningen til at have to trin, som er tættere på sinusbølgen, og den harmoniske påvirkning er lille, og det kontrollerbare ensretterkredsløb bruges mere; Y/Δ-forbindelsen kan levere enfaset vekselstrøm, hvilket reducerer den sekundære viklingsstrøm, der generelt bruges i højeffekt diodesretterkredsløb; for trefasede transformatorer med lille effekt er den nogle gange forbundet til Y/Y-typen, selvom denne tilslutningsmetode vil introducere harmoniske til elnettet. Men trods alt er dens kraft lille, og dens indvirkning er lille. Kort sagt, når vi vælger, bør vi ikke kun overveje indvirkningen på elnettet, men også minimere viklingsstrømmen og reducere viklingsisoleringsniveauet. I figur 1 er 7V- og 12V-strømmene relativt små, spændingen er lav, og stjerneforbindelsesmetoden er valgt; 110V-strømmen er stor, og spændingen er ikke for høj, og den Δ-formede forbindelsesmetode er valgt, hvilket i høj grad kan reducere strømmen i viklingen, reducere diameteren af viklingstråden og forlænge viklingens længde. Service liv; selvom primærviklingens linjespænding er høj (380V), er transformatorkapaciteten kun 2kW, og den primære strøm er 1,45A, så stjerneforbindelsesmetoden kan reducere viklingens spænding og viklingens isolering.
Design af ensretterkredsløb
Trefaset ensretterkredsløb har sædvanligvis et trefaset halvbølge ensretterkredsløb og et trefaset broensretterkredsløb. Da udgangsgennemsnitsspændingen for det trefasede broensretterkredsløb er høj, spændingsrippelen er lille, og kvalitetsfaktoren er høj, bruges broensretterkredsløbet ofte. Valget af diodetype på broarmen bestemmes hovedsageligt af dens nominelle spænding og mærkestrøm, og mærkestrømmen og spændingen bestemmes af den gennemsnitlige belastningsstrøm og spænding. Beregningsformlen er: ID=(1/3)½·Id, ID( AV)=ID / 1.57, UDn=(1 ~ 2) 2½·U2, modellen af ensretteren kan bestemmes ved at tjekke diodemanualen med ID (AV) og UDn.
Design af filtrerings- og spændingsstabiliserende kredsløb
1), filterkredsløb og valg af enhed
Ensretterfilterkredsløbet har normalt filterkredsløb såsom kondensatorer, induktorer og RC. Induktiv filtrering realiseres ved at bruge induktansen til at generere modelektromotorisk kraft til den pulserende strøm og hindre strømændringen. Jo større induktans, jo bedre filtreringseffekt. Det bruges generelt i det felt, hvor belastningsstrømmen er stor, og filtreringskravene ikke er høje. RC-filterkredsløbet er et filterkredsløb, der bruges til at forbinde modstande og kondensatorer. Da modstanden vil reducere en del af DC-spændingen, vil DC-udgangsspændingen falde, så den er kun egnet til små strømkredsløb. Kondensatorfiltrering er at bruge kondensatorens opladnings- og afladningseffekt til at gøre den ensrettede udgangsspænding stabil, og spændingsamplituden stiger, filtreringseffekten er god, og den er velegnet til forskellige ensretterkredsløb. Valget af filterkondensatoren er hovedsageligt bestemmelsen af type, kapacitet og modstandsspændingsværdi. Almindeligt anvendte ensretterfilterkondensatorer omfatter aluminiumelektrolytiske, tantalelektrolytiske, polyester- og monolitiske kondensatorer. Elektrolytiske kondensatorer af aluminium har stor lækstrøm, lav modstå spænding og driftstemperatur (op til plus 70 grader), men stor kapacitet; tantal elektrolytiske kondensatorer har lille lækstrøm, højere modstå spænding og driftstemperatur end aluminium elektrolytiske kondensatorer, og er generelt brugt til højere krav steder; polyester kondensatorer har stor isoleringsmodstand, lavt tab, lav driftstemperatur (op til plus 55 grader), lille kapacitet, men høj modstå spænding; monolitiske kondensatorer kan laves små i størrelse og høje i modstå spænding. Ydeevnen og den termiske ydeevne er relativt stabil, men kapaciteten er lille. Generelt, når den ensrettede udgangsstrøm er stor, skal elektrolytiske kondensatorer bruges til at filtrere og stabilisere spændingen; hvis udgangsstrømmen er lille, kan almindelige kondensatorer eller elektrolytiske kondensatorer bruges til filtrering. Hvis DC-udgangsspændingen har krav til krusningskoefficient eller for at forhindre højfrekvent støj, skal du bruge elektrolytiske kondensatorer. Det er bedre at bruge parallelt med ikke-polære kondensatorer med lille kapacitet: kondensatorer med lille kapacitet kan filtrere harmoniske af høj orden fra i pulserende jævnstrøm, og elektrolytiske kondensatorer kan filtrere lavfrekvente komponenter af stor værdi fra, og spændingsstabiliseringsområdet er bredt, og effekten er god. Ensretter- og filtreringskredsløbet kræver ikke for meget kapacitet og modstår kondensatorens spænding. Generelt estimeres kapaciteten af kondensatoren i henhold til udgangsstrømmen. Hvis udgangsstrømmen er stor, vil kapaciteten være stor; hvis strømmen er lille, vil kapaciteten være lille. Men hvis kapaciteten er for stor, vil udgangsspændingsværdien blive reduceret, og hvis den er for lille, vil spændingsrippelen være stor og ustabil. Se tabel 1 for at bestemme kapaciteten. Modstandsspændingsværdien er generelt 1,5 til 2 gange arbejdsspændingen for det tilsluttede kredsløb.
2), spændingsregulatorkredsløb og enhedsvalg
Der er to slags spændingsstabiliserende kredsløb: diskrete komponentspændingsstabiliserende kredsløb og integreret spændingsstabiliserende kredsløb, blandt hvilke integreret spændingsstabiliserende kredsløb hovedsageligt bruges til at ensrette kredsløb med lav spænding og lille strøm. . Når du vælger, skal du først bestemme serien, om det er en positiv strømforsyning eller en negativ strømforsyning, om den er justerbar eller fast, og derefter vælge en specifik model i henhold til dens nominelle spænding og mærkestrøm; på samme tid, når spændingsstabilisatoren er forbundet til ensretterkredsløbet, vil nogle beskyttelseskomponenter, såsom at tilslutte en diode ved I/O-terminalen for at forhindre kortslutning på indgangsterminalen, forbinde en lille kondensator mellem indgangsterminalen og jorden, kan begrænse indgangsspændingens amplitude osv.
Designet af DC-strømforsyning er relativt simpelt i teorien, men yderligere analyse, forskning, praksis og resumé er nødvendig i specifikt ingeniørdesign.
