電氣開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)論文(已改無(wú)錯(cuò)字)
2022-07-25 17:14:47 本頁(yè)面
【正文】 以滿足高壓、高功率的要求。無(wú)感電容(CC8)并聯(lián)在兩橋臂之間，降低兩橋臂之間電壓尖峰的干擾，諧波電感，隔直電容、防止變壓器的直流偏磁，原邊箝位二極管減輕副邊振蕩，主變壓器起到原、副邊的隔離、耦合作用，原、副邊各一副繞組，以滿足副邊采用全橋整流的要求，原邊加交流互感器，檢測(cè)原邊電流作保護(hù)用。 輸出整流濾波電路采用全橋整流滿足高壓的要求，高頻濾波電感，電解電容(EEE7)，高頻電容(，)濾除高頻諧波分量，共模電感()，Y電容(、)，抑制共模分量，電流采樣電阻～，輸出二極管D14，防止電池電流反灌。 輸入整流濾波電路設(shè)計(jì)該電源的輸入整流濾波電路同一般大功率PWM型開(kāi)關(guān)電源的輸入整流濾波電路相似。主要包括兩部分組成:整流橋和輸入濾波電路。該電源的輸入整流濾波電路同一般大功率PWM型開(kāi)關(guān)電源的輸入整流濾波電路相似。主要包括兩部分組成:整流橋和輸入濾波電路。 整流橋工作頻率為50Hz，輸入為三相交流電壓380V，采用三相整流橋。(1) 整流橋的耐壓:考慮最大輸入電壓==380=456V整流二極管的峰值電壓為=380(1＋20%)=640V取50%的裕量 640(1+50%)=960V根據(jù)整流橋的實(shí)際電壓等級(jí)，我們選擇整流橋的耐壓為1200V(2) 整流橋的額定電流因?yàn)殡娫吹妮斎牍β孰S效率變化，所以應(yīng)取電源效率最差時(shí)的數(shù)值。在此，我們按一般開(kāi)關(guān)電源的效率取值，取效率為80%電源的輸入功率:P= =2205/=1375W因最大輸入電流是在交流輸入電壓下限時(shí)，所以，=380V80%=304V,最大輸入線電流: ===取整流橋的額定電流為10A 。 輸入整流電容輸入電容器Cm決定于輸出保持時(shí)間和直流輸入電壓的紋波電壓的大小，而且要在計(jì)算流入電容器的紋波電流是否完全達(dá)到電容器的容許值的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。E為電網(wǎng)電壓最低時(shí)輸入三相橋式整流電路的輸出平均電壓:E==Ea其中Ea為交流輸入線電壓。簡(jiǎn)易公式E= 380(1－20%)= 410V通過(guò)直流輸入電路的平均電流，為:===計(jì)算單相全波整流電路濾波電容的經(jīng)驗(yàn)公式為:Cm=400～600由于三相全波整流電路的基波頻率為單向電路的3倍，因此計(jì)算三相電路濾波電路的公式為:Cm=133～200所以，Cm= 200= 670uF根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在實(shí)際電路中，我們選用1O00 uF/4OOV 的電解電容4只兩兩串聯(lián)后再并聯(lián)組成濾波電容組。 輸入濾波電感電感中最大電流為交流輸入電壓下限時(shí)通過(guò)直流輸入電路的平均電流=理論上輸入濾波電感越大，電流脈動(dòng)越小，輸入功率因素越高，但受體積重量和價(jià)格的限制，并根據(jù)繞制廠家的現(xiàn)有工藝水平，選用C1532l05硅鋼片鐵心，電感量為18mH的工頻電感。電感量的確定較難精確計(jì)算，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。 輸出整流濾波電路輸出整流濾波電路是通過(guò)快恢復(fù)整流二極管的整流和濾波電感及濾波電容將高頻變壓器輸出的高頻交變電壓或電流編程要求的輸出電壓或電流。因?yàn)檩敵鲭妷罕容^高(22OV)，所以高頻變壓器的副邊選用橋式整流，以提高安全可靠性。下面對(duì)輸出整流電路的各部分進(jìn)行一下分析與計(jì)算。 輸出整流二極管因?yàn)檩敵龆O管工作于高頻狀態(tài)(30KHz)，所以應(yīng)選用快恢復(fù)二極管。(1) 輸出整流二極管的耐壓高頻變壓器副邊的輸出最高電壓峰值為:==380(1+20%)=(2) 輸出整流二極管的電流輸出整流二極管流出的電流即為流過(guò)輸出濾波電感的電流。根據(jù)以上分析，同時(shí)考慮一定的裕量，選取RURU3O12O作為輸出二極管。該二極管的耐壓為120V，額定電流為30A。 輸出濾波電感根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)的公式可以得到:L﹥選為額定負(fù)載電流的5%，即= 55% =T=1/=1/3010==(*T)/2== 此時(shí)的電感電流增量不得大于2，所以L===10H10H 輸出濾波電容(1) 根據(jù)輸出紋波電壓來(lái)計(jì)算濾波電容的大小:C===10F(2) 根據(jù)輸出電壓動(dòng)態(tài)幅度來(lái)求出濾波電容的大小C=其中，為輸出電流的最大值取5A，Vp為電源從滿載突變到空載時(shí)輸出電壓的上沖幅度，取該值為22lV因此，輸出濾波電容為:C==334uF取以上兩者最大值，并考慮一定裕量，最后取C= 5OOuF開(kāi)關(guān)電源通常設(shè)有電流保護(hù)電路，當(dāng)負(fù)載電流超過(guò)設(shè)定值或發(fā)生短路時(shí)，對(duì)電源本身提供保護(hù)，系統(tǒng)的過(guò)流保護(hù)在系統(tǒng)的安全性方面占有重要的地位，過(guò)流保護(hù)我們采用了三重保護(hù):一是在系統(tǒng)的輸入級(jí)的三相交流引入處安置熔斷保險(xiǎn)管，在系統(tǒng)出現(xiàn)短路和其它意外重大故障的時(shí)候切斷外部電源的輸入以保護(hù)系統(tǒng)免受損壞；二是在用于控制軟啟動(dòng)的觸發(fā)器后級(jí)安置熔斷保險(xiǎn)管，以防止啟動(dòng)浪涌電流的過(guò)大而破壞功率器件；三是系統(tǒng)的最主要的過(guò)流保護(hù)部分，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)電流的檢測(cè)來(lái)控制PWM信號(hào)脈寬從而達(dá)到過(guò)流保護(hù)的目的，過(guò)流保護(hù)電路的型式有三種。下面將詳細(xì)介紹。① 切斷式保護(hù)。切斷式保護(hù)的原理框圖如圖410所示。圖32切斷式保護(hù)電路原理框圖電流檢測(cè)電路檢測(cè)電流信號(hào)，經(jīng)電流電壓轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再經(jīng)過(guò)比較電路進(jìn)行比較，當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到某設(shè)定值時(shí)，信號(hào)電壓大于比較電壓，比較電路產(chǎn)生輸出觸發(fā)故障鎖存器，使控制電路失效，穩(wěn)壓電源輸出被切斷。② 限流式保護(hù)。限流式保護(hù)的原理框圖如圖411所示。圖33限流式保護(hù)電路原理框圖限流式保護(hù)電路和切斷式保護(hù)電路的差別在于電壓比較電路的輸出不是使整個(gè)控制電路失效，而是取代誤差放大器控制V/W電路輸出的脈沖寬度。當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到設(shè)定值時(shí)，保護(hù)電路工作，使V/W電路輸出脈寬變窄，穩(wěn)壓電源輸出電壓便下降，以維持輸出電流在某設(shè)定的范圍內(nèi)。③ 限流—切斷式保護(hù)。限流—切斷式保護(hù)電路分兩個(gè)階段進(jìn)行，當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到某設(shè)定值時(shí)，保護(hù)電路動(dòng)作，輸出電壓下降，負(fù)載電流被限制；如果負(fù)載電流增大至第二個(gè)設(shè)定值時(shí)，保護(hù)電路進(jìn)一步動(dòng)作，將電源切斷。這是上述兩種保護(hù)方式相結(jié)合的產(chǎn)物。 本系統(tǒng)采用的是第三種過(guò)流保
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