直流穩(wěn)壓電源設計環(huán)節(jié)中問題處理方法

介紹了直流穩(wěn)壓電源設計環(huán)節(jié)中存在的實際問題及處理辦法，并分析了直流穩(wěn)壓電源順串和反串的情況，得出穩(wěn)壓電源順串時能正常工作而反串時穩(wěn)定輸出電壓比較小的電源不能正常工作的結(jié)論。 敘詞：直流穩(wěn)壓電源；順串；反串 Abstract：The thesis described a few teaches，several actual problems and the methods to　analysis and　handle the problems in the design of the direct voltage-stabilizing source．And this paper analyzes the specific circuits of the regulated power supply both in succession and in reverse，drawing a conclusion that the regulated power supply can work properly when connected succession and the regulated power output voltage can’t work properly　when connected in reverse， and finally points out considerab1e attention should be paid in the actual use lest wrong conclusions be made． Keyword：regulated power supply；connected in succession；connected in reverse

1.前 言

　　隨著電力電子技術的迅速發(fā)展，直流電源應用非常廣泛，其好壞直接影響著電氣設備或控制系統(tǒng)的工作性能，目前，市場上各種直流電源的基本環(huán)節(jié)大致相同，都包括交流電源、交流變壓器(有時可以不用)、整流電路、濾波穩(wěn)壓電路等。本文以三相交流電源供電的直流電源設計為例，介紹直流電源設計中一些問題的處理辦法。并就在實際應用中，多個直流穩(wěn)壓電源串聯(lián)使用問題做了闡述。

2.直流穩(wěn)壓電源的設計

2.1 整流變壓器的設計

　　三相整流變壓器的設計包括：一、二次繞組的聯(lián)結(jié)方式，二次側(cè)電壓的計算，一、二次側(cè)電流的計算，容量的計算與確定，結(jié)構(gòu)形式的選擇等環(huán)節(jié)。其中一、二次繞組的聯(lián)結(jié)方式及二次側(cè)電壓的確定是我們重點分析的內(nèi)容。本文以某一步進電機驅(qū)動器的3個直流電源設計為例進行詳細介紹，原理圖如圖1。

圖1　步進電機驅(qū)動器直流電源設計的原理圖

　　1、二次側(cè)電壓的確定

　　二次電壓不僅與負載電壓(即要設計的直流穩(wěn)壓電源電壓)和整流電路有關，而且與穩(wěn)壓器件有關。對于要求高的選橋式整流電路，用電容濾波穩(wěn)壓和穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，對于要求低的則可以不穩(wěn)壓或用電容穩(wěn)壓。如在圖1中，+7V低壓驅(qū)動，主要是用來鎖相，其電流小、電壓低，電壓波動對驅(qū)動電源的工作狀態(tài)影響不大，不用穩(wěn)壓；+110V用以高壓驅(qū)動，斷續(xù)式供電且頻率很高，大的電流和電流變化率會產(chǎn)生很高過電壓，因此要用電解電容穩(wěn)壓，電阻限流；+12V用于計算機和集成電路的電源，電流小、電壓低，但要求電壓穩(wěn)定、紋波系數(shù)小，因此用電容和三端穩(wěn)壓器兩級穩(wěn)壓。對于不同的穩(wěn)壓手段，二次電壓有著不同的確定方法，理論上這3個電壓的計算式相同，即U2=Ud／2．34　或UL＝Ud／1．35，計算的3個二次電壓分別為：5.2V、81.5V和8.9V，但這樣計算的結(jié)果在實際中不和適，因此，有些量必須用工程估算式來確定，如三相不可逆整流系統(tǒng)一般用公式UL=(0.9～1.0)·Ud估算，如果直流側(cè)用電解電容濾波時、輸出平均值會升高，一般用公式UL=Ud/2½估算；如果直流側(cè)用電容和三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，為了擴大穩(wěn)壓范圍，Ud一般應升高3～6V，再用公式UL＝(0.9～1.0)·Ud估算。這樣確定的3個二次電壓分別為：UL7=0.9×7=6.3V，UL110=110/2½=78V,UL12=16×0.9=14.4V。

2、一、二次例電流計算及容量確定

　　二次電流要根據(jù)負載電流的大小和整流電路來定，在圖1中采用三相橋式整流電路，用式I2＝(2/3)½Id求出3個二次電流有效值分別為：3.26A、6.5A、1.63A，就得到3個二次電壓和電流。根據(jù)變壓器一、二次功率近似相等原則，可求得一次電流I1＝1.45A，變壓器的容量為S=953VA，按1.5kVA選變壓器型號。