Rješenja problema s dizajnom DC reguliranog napajanja
Dizajn istosmjernog stabiliziranog napajanja
Projektiranje trofaznog ispravljačkog transformatora uključuje: način spajanja primarnog i sekundarnog namota, proračun napona sekundarne strane, proračun struje primarne i sekundarne strane, proračun i određivanje kapaciteta, te izbor strukturnog oblika. Među njima, način spajanja primarnog i sekundarnog namota te određivanje napona sekundarne strane sadržaj su naše ključne analize. Ovaj članak uzima dizajn tri istosmjerna napajanja pokretačkog programa koračnog motora kao primjer za detaljno predstavljanje.
Određivanje napona sekundarne strane
Sekundarni napon nije samo povezan s naponom opterećenja (to jest, istosmjernim reguliranim naponom napajanja koji treba projektirati) i ispravljačkim krugom, već je povezan i s uređajem za stabilizaciju napona. Za strujni krug mosnog ispravljača s visokim zahtjevima, koristite filter kondenzatora za stabilizaciju napona i stabilizirajte napon pomoću stabilizatora napona. Za one s niskim zahtjevima, ne možete stabilizirati napon ili koristiti kondenzatore za stabilizaciju napona. Kao što je prikazano na slici 1, plus 7V niskonaponski pogon se uglavnom koristi za fazno zaključavanje. Struja mu je mala, a napon nizak. Vrsta napajanja i visoka frekvencija, velika struja i brzina promjene struje proizvest će visok prenapon, pa se elektrolitski kondenzatori trebaju koristiti za stabilizaciju napona i otpornici za ograničavanje struje; plus 12V koristi se za napajanje računala i integriranih sklopova, male struje i niskog napona. Međutim, potreban je stabilan napon i mali koeficijent valovitosti, pa se za stabilizaciju napona u dva stupnja koriste kondenzatori i regulatori s tri priključka. Za različite metode stabilizacije napona, sekundarni napon ima različite metode određivanja. U teoriji, formule za izračun triju napona su iste, to jest U2=Ud/2,34 ili UL=Ud/1,35, a izračunata tri sekundarna napona Naponi su: 5,2 V, 81,5 V i 8,9 V, ali rezultati takvih proračuna nisu prikladni u praksi. Stoga se neke količine moraju odrediti pomoću inženjerskih formula za procjenu. Na primjer, trofazni ireverzibilni sustav ispravljanja općenito koristi formulu UL=({{20}}.9 ~1.{{30}})·Ud procjena , ako se istosmjerna strana filtrira pomoću elektrolitskog kondenzatora, prosječna vrijednost izlaza će se povećati, što se općenito procjenjuje formulom UL=Ud/2½; ako je istosmjerna strana stabilizirana kondenzatorom i regulatorom napona s tri priključka, kako bi se proširio raspon stabilnosti napona, Ud općenito treba povećati za 3 ~ 6 V, a zatim procijeniti formulom UL=({ {42}}.9 ~ 1.0) · Ud. Tri tako određena sekundarna napona su: UL7=0.9×7=6.3V, UL110=110/2½=78V, UL12=16×0.{ {43}}.4V.
1. Sekundarni primjer proračuna struje i određivanja kapaciteta
Sekundarnu struju treba odrediti prema veličini struje opterećenja i strujnom krugu ispravljača. Na slici 1 koristi se trofazni premosni ispravljački krug, a efektivne vrijednosti triju sekundarnih struja dobivene su pomoću formule I2=(2/3)½Id: 3,26 A, 6,5 A, 1,63 A , dobivate 3 sekundarna napona i struje. Prema principu da su primarna i sekundarna snaga transformatora približno jednake, može se dobiti primarna struja I1=1.45A, kapacitet transformatora je S=953VA, a model transformatora odabire se prema 1,5kVA.
1. Određivanje načina spajanja sekundarnog namota
Namoti trofaznog transformatora po potrebi se mogu spojiti u obliku zvijezde ili trokuta. Trofazni ispravljački krugovi općenito se koriste za ispravljanje velike snage (to jest, snaga opterećenja iznad 4kW), a transformatori se obično spajaju u dvije vrste: Y/Δ i Δ/Y. Δ/Y veza može učiniti da struja dalekovoda ima dva koraka, što je bliže sinusnom valu, a harmonijski utjecaj je mali, a kontrolirani ispravljački krug se više koristi; veza Y/Δ može osigurati jednofazno izmjenično napajanje, smanjujući sekundar Struja namota općenito se koristi u krugovima ispravljača diode velike snage; za trofazne transformatore male snage, ponekad se povezuje u tip Y/Y, iako će ovaj način spajanja unijeti harmonike u električnu mrežu. Ali na kraju krajeva, njegova snaga je mala i njegov utjecaj je mali. Ukratko, pri odabiru ne treba uzeti u obzir samo utjecaj na električnu mrežu, već i minimizirati struju namota i smanjiti razinu izolacije namota. Na slici 1, struje od 7V i 12V su relativno male, napon je nizak, a odabrana je metoda spajanja u zvijezdu; struja od 110 V je velika, a napon nije previsok, a odabrana je metoda spajanja u obliku slova Δ, koja može uvelike smanjiti struju u namotu, smanjiti promjer žice za namatanje i produljiti duljinu namota. Vijek trajanja; iako je linijski napon primarnog namota visok (380V), kapacitet transformatora je samo 2kW, a primarna struja je 1,45A, tako da metoda spajanja u zvijezdu može smanjiti napon namota i izolaciju namota.
Dizajn strujnog kruga ispravljača
Trofazni ispravljački sklop obično ima trofazni poluvalni ispravljački krug i trofazni mosni ispravljački krug. Budući da je prosječni izlazni napon trofaznog mosnog ispravljačkog kruga visok, naponska valovitost mala, a faktor kvalitete visok, često se koristi mosni ispravljački krug. Izbor tipa diode na kraku mosta uglavnom je određen njezinim nazivnim naponom i nazivnom strujom, a nazivna struja i napon određeni su prosječnom strujom opterećenja i naponom. Formula za izračun je: ID=(1/3)½·Id, ID( AV)=ID / 1,57, UDn=(1 ~ 2) 2½·U2, model ispravljača može se odrediti provjerom priručnika za diode s ID (AV) i UDn.
Dizajn sklopa za filtriranje i stabilizaciju napona
1), krug filtera i izbor uređaja
Filterski krug ispravljača obično ima filterske krugove kao što su kondenzatori, induktori i RC. Induktivno filtriranje ostvaruje se korištenjem induktiviteta za stvaranje protuelektromotorne sile pulsirajuće struje i sprječavanje promjene struje. Što je veći induktivitet, to je bolji učinak filtriranja. Općenito se koristi na terenu gdje je struja opterećenja velika, a zahtjevi za filtriranje nisu visoki. RC filterski krug je filterski krug koji se koristi spajanjem otpornika i kondenzatora. Budući da će otpornik smanjiti dio istosmjernog napona, istosmjerni izlazni napon će se smanjiti, pa je prikladan samo za krugove male struje. Filtriranje kondenzatora je korištenje učinka punjenja i pražnjenja kondenzatora kako bi ispravljeni izlazni napon bio stabilan, a amplituda napona se povećava, učinak filtriranja je dobar i prikladan je za različite ispravljačke krugove. Odabir filterskog kondenzatora uglavnom je određivanje tipa, kapaciteta i vrijednosti podnosivog napona. Uobičajeno korišteni ispravljački filterski kondenzatori uključuju aluminijske elektrolitske, tantalove elektrolitske, poliesterske i monolitne kondenzatore. Aluminijski elektrolitički kondenzatori imaju veliku struju curenja, niski otporni napon i radnu temperaturu (do plus 70 stupnjeva), ali veliki kapacitet; tantalski elektrolitski kondenzatori imaju malu struju curenja, viši podnosivi napon i radnu temperaturu od aluminijskih elektrolitskih kondenzatora i općenito se koriste za mjesta s višim zahtjevima; poliesterski kondenzatori imaju veliki izolacijski otpor, male gubitke, nisku radnu temperaturu (do plus 55 stupnjeva), mali kapacitet, ali visok podnosivi napon; monolitni kondenzatori mogu biti male veličine i visokog podnosivog napona. Izvedba i toplinska izvedba su relativno stabilne, ali kapacitet je mali. Općenito, kada je ispravljena izlazna struja velika, moraju se koristiti elektrolitički kondenzatori za filtriranje i stabilizaciju napona; ako je izlazna struja mala, za filtriranje se mogu koristiti obični kondenzatori ili elektrolitski kondenzatori. Ako istosmjerni izlazni napon zahtijeva koeficijent valovitosti ili kako bi se spriječio visokofrekventni šum, koristite elektrolitske kondenzatore. Bolje je koristiti ih paralelno s nepolarnim kondenzatorima malog kapaciteta: kondenzatori malog kapaciteta mogu filtrirati harmonike visokog reda u pulsirajućoj istosmjernoj struji, a elektrolitički kondenzatori mogu filtrirati niskofrekventne komponente velike vrijednosti, a raspon stabilizacije napona je širok i učinak je dobar. Krug ispravljanja i filtriranja ne zahtijeva prevelik kapacitet i podnosivi napon kondenzatora. Općenito, kapacitet kondenzatora se procjenjuje prema izlaznoj struji. Ako je izlazna struja velika, kapacitet će biti velik; ako je struja mala, kapacitet će biti mali. Međutim, ako je kapacitet prevelik, vrijednost izlaznog napona će se smanjiti, a ako je premalen, valovitost napona bit će velika i nestabilna. Pogledajte tablicu 1 za određivanje kapaciteta. Vrijednost otpornog napona općenito je 1,5 do 2 puta veća od radnog napona spojenog kruga.
2), krug regulatora napona i izbor uređaja
Postoje dvije vrste krugova za stabilizaciju napona: diskretni komponentni krug za stabilizaciju napona i integrirani krug za stabilizaciju napona, među kojima se integrirani krug za stabilizaciju napona uglavnom koristi za ispravljački krug s niskim naponom i malom strujom. . Prilikom odabira prvo morate odrediti seriju, da li je izvor napajanja s pozitivnim ili negativnim izvorom, je li podesiv ili fiksni, a zatim odabrati određeni model prema nazivnom naponu i nazivnoj struji; u isto vrijeme, kada je stabilizator napona spojen na krug ispravljača, neke zaštitne komponente, kao što je spajanje diode na I/O terminalu za sprječavanje kratkog spoja na ulaznom terminalu, spajanje malog kondenzatora između ulaznog terminala i uzemljenje, može ograničiti amplitudu ulaznog napona, itd.
Dizajn istosmjernog napajanja relativno je jednostavan u teoriji, ali su potrebne daljnje analize, istraživanja, praksa i sažetak u specifičnom inženjerskom dizajnu.
