工程師分享:一款節能型交流穩壓電源設計
發布時間:2013-10-26 責任編輯:eliane
【導讀】穩壓器的電源變壓器zaishiyongguochengzhong,kongzaishijianjiaochang,wenyadianyuancunzaiwugongsunhao,shijianjiulejiuzaochengbukehushidenengyuanlangfei。yinci,youbiyaoshejiyikuanjienengxingjiaoliuwenyadianyuan。benwenshejidejienengxingjiaoliuwenyadianyuan,jingyangjishiyanzhengming,gaifanganshikexingqiekekaode。
在無線電通訊、電子測量、自動控製、電dian子zi計ji算suan機ji等deng許xu多duo設she備bei中zhong,供gong電dian電dian源yuan必bi須xu具ju備bei穩wen定ding的de電dian壓ya。但dan我wo國guo的de供gong電dian電dian壓ya的de波bo動dong範fan圍wei相xiang當dang大da,這zhe就jiu需xu要yao在zai用yong電dian設she備bei與yu交jiao流liu供gong電dian電dian網wang之zhi間jian加jia設she交jiao流liu穩wen壓ya設she備bei,以yi確que保bao在zai供gong電dian電dian網wang的de電dian壓ya一yi旦dan超chao出chu規gui定ding範fan圍wei後hou,經jing交jiao流liu穩wen壓ya設she備bei饋kui送song給gei用yong電dian設she備bei的de實shi際ji交jiao流liu電dian壓ya仍reng穩wen定ding在zai規gui定ding範fan圍wei內nei。另ling外wai,穩wen壓ya器qi的de電dian源yuan變bian壓ya器qi在zai使shi用yong過guo程cheng中zhong,並bing非fei連lian續xu有you負fu載zai,且qie空kong載zai時shi間jian較jiao長chang,穩wen壓ya電dian源yuan存cun在zai無wu功gong損sun耗hao,日ri積ji月yue累lei,是shi不bu可ke忽hu視shi的de能neng源yuan浪lang費fei,增zeng加jia了le用yong戶hu開kai支zhi。因yin此ci,設she計ji節jie能neng型xing交jiao流liu穩wen壓ya電dian源yuan很hen有you實shi際ji意yi義yi。
穩壓電路
1、繼電器控製部分和變壓器部分
輸入電壓的波動範圍為-25%~+10%,輸出電壓要求在220×(1±0.05)V範圍內。將輸入電壓分為5檔,可提高輸出電壓的精度。根據不同的波動率得到相應的輸入電壓,其對應值分別為:165V(下降25%),176V(下降20%),198V(下降10%),209V(下降5%)和242V(升高10%)。繼電器控製部分和變壓器原理如圖1所示。

圖1:繼電器控製部分和變壓器原理圖
當輸入電壓為165V時,繼電器J1、J2、J3、J4的主觸頭全部吸合,此時自耦變壓器為升壓變壓器,根據一定的匝數比,使得輸出電壓為220V;當輸入電壓為176V時,J1釋放,J2、J3、J4吸合,仍作為升壓變壓器;當輸入電壓為198V時,J1、J2釋放,J3、J4吸合;當輸入電壓為209V時,J1、J2、J3釋放,J4吸合;當輸入電壓為242V時,J1、J2、J3、J4全部釋放,此時為降壓變壓器。變壓器電路的輸入、輸出電壓數據如表1所示:

穩壓控製電路如圖2所示(圖中方框B,C,D各框內電路與方框A同)。市網電壓經IN4004整流,由320k8電阻降壓限流,47LF電容濾波,電阻R2與電位器R3(22k8)分壓,取采樣信號,采樣電路與LM393的“-”端相接,基準電平與LM393“+”端相接。當采樣電壓大於基準電壓時,即LM393“-”端電壓高於“+”端電壓,LM393輸出低電平,MC1413輸入低電平,輸出高電平,繼電器則不動作(釋放)。當采樣信號低於基準電平時,LM393輸出高電平,MC1413輸出低電平,繼電器動作(吸合)。

節能電路
節能電路如圖3所示,由5個IN5404矽整流管(D3~D7)構成識別電路。當有負載時,回路電流將流經IN5404,在A,B兩點產生1.2V的交流電壓,再經IN4148整流,電容濾波,電阻限流,給MC1413引腳7輸入正偏壓(高於門限電壓),MC1413輸出低電平,引腳10的繼電器J5工作(吸合),用此繼電器來控製自耦變壓器的接地回路。當無負載時,A、B端無電壓,MC1413引腳7為低電平,MC1413引腳10輸出高電平,繼電器釋放,斷開自耦變壓器的接地回路,減少無負載時線圈內電流的無功損耗。

自耦變壓器的設計
設計自耦變壓器需計算容量、鐵芯截麵積、各繞組匝數及漆包線徑等參數。
設計實例
據上述設計電路製造出容量為1kVA的穩壓電源,其主要技術指標如下:輸入電壓範圍165~265V,輸出電壓230×(1±0.05)V,鐵芯截麵積22.4cm2,鐵芯外廓32mm×70mm,每伏2.4匝,電磁功率線徑為0.69~0.75mm,傳導概率線徑為1.08~1.15mm,每伏磁通量密度為2.43TV。
結束語
本ben文wen設she計ji的de節jie能neng型xing交jiao流liu穩wen壓ya電dian源yuan,主zhu要yao特te點dian是shi通tong過guo改gai變bian自zi耦ou變bian壓ya器qi抽chou頭tou實shi現xian穩wen壓ya器qi的de波bo形xing不bu失shi真zhen。經jing樣yang機ji實shi驗yan,調tiao試shi已yi獲huo得de成cheng功gong,說shuo明ming該gai設she計ji方fang案an是shi可ke行xing且qie可ke靠kao的de。
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