【文章內(nèi)容簡介】 電壓Uo在設(shè)定范圍內(nèi)。在晶閘管導(dǎo)通時，流過補(bǔ)償變壓器一次線圈W1的勵磁電流Io產(chǎn)生勵磁磁勢IoW1，并在二次線圈W2產(chǎn)生感應(yīng)電勢作為補(bǔ)償電壓。晶閘管關(guān)斷時，補(bǔ)償變壓器無勵磁磁勢，因而補(bǔ)償電壓為零。 當(dāng)穩(wěn)壓器有負(fù)載時，IL不等于0，該負(fù)載電流在補(bǔ)償變壓器上產(chǎn)生負(fù)載磁勢ILW2在晶閘管導(dǎo)通時，補(bǔ)償變壓器一次邊電流為I1，一次邊磁勢為I1W1。由磁勢平衡方程，得I1W1+I2W2=IoW1。 本文通過采取在每臺補(bǔ)償變壓器的一次側(cè)加裝電阻R和電容C的方法，,R2，R3，R4，C1,C2, C3，C4較好地解決了這個問題。R可以選擇參數(shù)20，C可以選擇10uf。 在主電路中，每一級補(bǔ)償電路中，必須得保持同一組中兩個可控硅有一個處于導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)需要提供正向補(bǔ)償電壓時，四個補(bǔ)償變壓器有15種組合。見表一 補(bǔ)償電路 雙向可控硅短路報警 為應(yīng)對雙向可控硅短路的情況，本文專門進(jìn)行了報警電路的設(shè)計。圖中，四組可控硅分別接入保險絲F1, F2, F3和F4 以第一組可控硅S1和S2為例，正常工作時，F(xiàn)l兩端電壓為零，繼電器Jl不吸合，電路不報警。當(dāng)出現(xiàn)可控硅短路時，F(xiàn)1熔斷，真兩端電壓不為零，J1吸合，電路報警，蜂鳴器開始呼叫。五組可控硅，只要有一組出現(xiàn)短路故障，電路就開始報警。 表一 補(bǔ)償電壓的多種補(bǔ)償狀態(tài) 組合 可控硅狀態(tài) 補(bǔ)償電壓（V） 1 S1,3,5,7,9斷開或S2,4,6,8,10斷開 0 2 S1,4,6,8,10導(dǎo)通其余斷開 3 S2,3,6,8,10導(dǎo)通其余斷開 4 S1,3,6,8,10導(dǎo)通其余斷開 5 S2,4,5,8,10導(dǎo)通其余斷開 6 S1,4,5,8,10導(dǎo)通其余斷開 11 7 S2,3,5,8,10導(dǎo)通其余斷開 8 S1,3,5,8,10導(dǎo)通其余斷開 9 S2,4,6,7,10導(dǎo)通其余斷開 10 S1,4,6,7,10導(dǎo)通其余斷開 11 S2,3,6,7,10導(dǎo)通其余斷開 22 12 S1,3,6,7,10導(dǎo)通其余斷開 13 S2,4,5,7,10導(dǎo)通其余斷開 14 S1,4,5,7,10導(dǎo)通其余斷開 15 S2,3,5,7,10導(dǎo)通其余斷開 16 S1,3,5,7,10導(dǎo)通其余斷開 33 17 S1,4,6,8,10斷開其余導(dǎo)通 18 S2,3,6,8,10斷開其余導(dǎo)通 19 S1,3,6,8,10斷開其余導(dǎo)通 20 S2,4,5,8,10斷開其余導(dǎo)通 21 S1,4,5,8,10斷開其余導(dǎo)通 11 22 S2,3,5,8,10斷開其余導(dǎo)通 23 S1,3,5,8,10斷開其余導(dǎo)通 24 S2,4,6,7,10斷開其余導(dǎo)通 25 S1,4,6,7,10斷開其余導(dǎo)通 26 S2,3,6,7,10斷開其余導(dǎo)通 22 27 S1,3,6,7,10斷開其余導(dǎo)通 28 S2,4,5,7,10斷開其余導(dǎo)通 29 S1,4,5,7,10斷開其余導(dǎo)通 30 S2,3,5,7,10斷開其余導(dǎo)通 31 S1,3,5,7,10斷開其余導(dǎo)通 333 穩(wěn)壓電源硬件系統(tǒng)設(shè)計 硬件系統(tǒng)的整體框架 主回路 主回路電路。根據(jù)穩(wěn)壓精度及輸入電壓范圍的要求，本文選擇四臺補(bǔ)償變壓器TR1 ，TR2 ，TR3，TR4。圖中，是四個獨立的補(bǔ)償變壓器，，。當(dāng)順極性(或反極性)疊加全部投入時，可以獲得最大正負(fù)補(bǔ)償電壓為33V。，穩(wěn)壓精度可優(yōu)于1%。S1S10為雙向可控硅，它與補(bǔ)償變壓器TR1 , TR1 , TR3, TR4組成“多全橋電路”形式圖中S9和S10為公用橋臂，它分別與S1和S2 , S3和S4 , S5和S6, S7和S8組成三個全橋電路。圖 主回路 控制電路 ，它由8051單片機(jī)系統(tǒng)、外擴(kuò)檢測、驅(qū)動等接口電路構(gòu)成。 輸入幾電壓變化經(jīng)AC/DC變換電路，轉(zhuǎn)換成05V的直流信號，后經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809輸入8051單片機(jī)，由CPU檢測穩(wěn)壓電源輸入值。雙向可控硅由光隔離/光禍合過零觸發(fā)雙向可控硅驅(qū)動器MOC3061驅(qū)動。圖 控制電路原理 雙向可控硅觸發(fā)電路 MOC3061 電壓過零型光電耦合器，是由一只砷化稼紅外發(fā)光二極管和帶有集成化過零檢測電路的硅光檢測器組成，它們被一種能透射紅外線的耐高壓介質(zhì)隔離并共同封閉在一個芯片中。典型的此類器件如美國MOTOROLA公司生產(chǎn)的MOC30413081系列芯片。由于采用了可靠的封閉形式且芯片內(nèi)部的介質(zhì)能在邏輯控制電路和負(fù)載電路之間提供高達(dá)數(shù)千伏的隔離沖擊電壓，因而使這類器件具有體積小，壽命長、抗電磁干擾和機(jī)械振動能力強(qiáng)以及輸入輸出完全隔離等優(yōu)點。 MOC3061光電耦合器的額定電壓是600v，最大重復(fù)浪涌電流為1A，最大電壓上升率du/dt為1000V/us以上，一般可達(dá)到2000V/us，輸入輸出隔離電壓大于7500V,輸入控制電流為15mA。 觸發(fā)電路雙向可控硅的觸發(fā)電路，： ，MOC3061的輸入端就有約為515mA的電流輸入，在MOC3061的輸出端6腳和4腳之間的電壓稍過零時，內(nèi)部的雙向晶閘管就導(dǎo)通，觸發(fā)外部的雙向晶問管Si導(dǎo)通。，雙向晶管S，關(guān)斷。MOC3061在輸出關(guān)斷的狀態(tài)下，也會有小于或等于500A的電流，在觸發(fā)電路中，接入電阻R3可以消除這個電流對外部晶閘管的影響。電阻R1是MOC3061的限流電阻，用于限制流經(jīng)MOC3061輸出端的電流最大值不超過1A。MOC3601的過零檢測的電壓值為20V，但是限流電阻不能只取20歐。因為在電感性負(fù)載系統(tǒng)中，R1的值需要增大。一般情況下，R1的取值在27330。之間。本文電路中，取為47。需要注意的是，R1在取值較大時，會對最小觸發(fā)電壓產(chǎn)生影響。這是因為，MOC3061的最小觸發(fā)電壓的計算公式為:其中:IR3—流經(jīng)R3的電流。 IGT—晶閘管KS的門極觸發(fā)電流。 UGT—晶閘管KS的門極觸發(fā)電壓: UTM—MOC3061輸出晶閘管的導(dǎo)通壓降，一般取為3V。與雙向晶閘管S1并聯(lián)的RC回路，就是用于降低雙向晶閘管所受的沖擊電壓，從而保護(hù)S1及MOC3061。 雙向可控硅觸發(fā)電路 在可控硅的觸發(fā)電路中，必須對加在晶閘管上的正向電壓上升率dv/dt應(yīng)有所限制。晶閘管有一個重要特性參數(shù)—斷態(tài)電壓臨界上升率dv/dt。它表明晶閘管在額定結(jié)溫和門極斷路條件下，使晶閘管從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)的最低電壓上升率。若電壓上升率過大，超過了晶閘管的電壓上升率的值，則會在無門極信號的情況下開通。即使此時加于晶閘管的正向電壓低于其陽極峰值電壓，也可能發(fā)生這種情況。因為晶閘管可以看作是由三個PN結(jié)組成。 在晶閘管處于阻斷狀態(tài)下，因各層相距很近，其J2結(jié)結(jié)面相當(dāng)于一個電容Co。當(dāng)晶閘管陽極電壓變化時，便會有充電電流流過電容Co，并通過J3結(jié)，這個電流起了門極觸發(fā)電流作用。如果晶閘管在關(guān)斷時，陽極電壓上升速度太快，則C。的充電電流越大，就有可能造成門極在沒有觸發(fā)信號的情況下，晶閘管誤導(dǎo)通現(xiàn)象，即常說的硬開通，這是不允許的。因此，對加到晶閘管上的陽極電壓上升率應(yīng)有一定的限制。 為了限制電路電壓上升率過大，確保晶閘管安全運行，需在晶閘管兩端并聯(lián)RC阻容吸收網(wǎng)絡(luò)，利用電容兩端電壓不能突變的特性來限制電壓上升率。因為電路總是存在電感的(變壓器漏感或負(fù)載電感)，所以對電容C串聯(lián)電阻R可起阻尼作用，它可以防止R, L, C電路在過渡過程中，因振蕩在電容器兩端出現(xiàn)的過電壓損壞晶閘管。同時，避免電容器通過晶閘管放電電流過大，造成過電流而損壞晶閘管。與雙向晶閘管S}并聯(lián)的RC回路，就是用于降低雙向晶閘管所受的沖擊電壓，從而保護(hù)S，及MOC3061。 同時，也必須對晶閘管上的電流上升率di/dt進(jìn)行抑制。因為，晶閘管初開通時電流集中在靠近門極的陰極表面較小的區(qū)域，局部電