Solusi untuk masalah dengan desain catu daya yang diatur DC
Desain Catu Daya Stabil DC
Desain transformator penyearah tiga fasa meliputi: mode koneksi belitan primer dan sekunder, perhitungan tegangan sisi sekunder, perhitungan arus sisi primer dan sekunder, perhitungan dan penentuan kapasitas, dan pemilihan dari bentuk struktural. Diantaranya, mode koneksi belitan primer dan sekunder dan penentuan tegangan sisi sekunder adalah isi dari analisis utama kami. Artikel ini mengambil desain tiga catu daya DC dari driver motor stepper sebagai contoh untuk diperkenalkan secara detail.
Penentuan tegangan sisi sekunder
Tegangan sekunder tidak hanya terkait dengan tegangan beban (yaitu, tegangan catu daya DC yang diatur untuk dirancang) dan rangkaian penyearah, tetapi juga terkait dengan perangkat penstabil tegangan. Untuk rangkaian penyearah jembatan dengan persyaratan tinggi, gunakan filter kapasitor untuk menstabilkan tegangan dan menstabilkan tegangan dengan penstabil tegangan. Bagi mereka dengan persyaratan rendah, Anda tidak dapat menstabilkan tegangan atau menggunakan kapasitor untuk menstabilkan tegangan. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, plus penggerak tegangan rendah 7V terutama digunakan untuk penguncian fase. Arusnya kecil dan tegangannya rendah. Jenis catu daya dan frekuensi tinggi, laju perubahan arus dan arus yang besar akan menghasilkan tegangan berlebih yang tinggi, sehingga kapasitor elektrolitik harus digunakan untuk menstabilkan tegangan dan resistor untuk membatasi arus; plus 12V digunakan untuk catu daya komputer dan sirkuit terintegrasi, dengan arus kecil dan tegangan rendah. Namun, tegangan stabil dan koefisien riak kecil diperlukan, sehingga kapasitor dan regulator tiga terminal digunakan untuk menstabilkan tegangan dalam dua tahap. Untuk metode stabilisasi tegangan yang berbeda, tegangan sekunder memiliki metode penentuan yang berbeda. Secara teori, rumus perhitungan ketiga tegangan adalah sama, yaitu U2=Ud/2.34 atau UL=Ud/1.35, dan ketiga tegangan sekunder yang dihitung Tegangannya adalah: 5.2V, 81.5V dan 8.9V, tetapi hasil perhitungan tersebut tidak sesuai dalam praktiknya. Oleh karena itu, beberapa besaran harus ditentukan dengan rumus estimasi teknik. Misalnya, sistem penyearah tiga fasa tak dapat diubah umumnya menggunakan rumus UL=({{20}}.9 ~1.{{30}})·Estimasi Ud , jika sisi DC disaring oleh kapasitor elektrolitik, nilai rata-rata keluaran akan meningkat, yang biasanya diperkirakan dengan rumus UL=Ud/2½; jika sisi DC distabilkan oleh kapasitor dan pengatur tegangan tiga terminal, untuk memperluas rentang Tegangan stabilitas, Ud umumnya harus dinaikkan sebesar 3 ~ 6V, dan kemudian diperkirakan dengan rumus UL=({ {42}}.9 ~ 1.0) · Ud. Tiga tegangan sekunder yang ditentukan adalah: UL7=0.9×7=6.3V, UL110=110/2½=78V, UL12=16×0.{ {43}}.4V.
1. Contoh sekunder perhitungan arus dan penentuan kapasitas
Arus sekunder harus ditentukan sesuai dengan besarnya arus beban dan rangkaian penyearah. Pada Gambar 1 digunakan rangkaian penyearah jembatan tiga fasa, dan nilai efektif dari ketiga arus sekunder diperoleh dengan menggunakan rumus I2=(2/3)½Id: 3.26 A, 6.5A, 1.63A , Anda mendapatkan 3 tegangan dan arus sekunder. Menurut prinsip bahwa daya primer dan sekunder transformator kira-kira sama, arus primer I1=1.45A dapat diperoleh, kapasitas transformator adalah S=953VA, dan model transformator dipilih sesuai dengan 1.5kVA.
1. Penentuan mode koneksi belitan sekunder
Belitan transformator tiga fasa dapat dihubungkan dalam bentuk bintang atau delta sesuai kebutuhan. Sirkuit penyearah tiga fase umumnya digunakan untuk penyearah daya tinggi (yaitu, daya beban di atas 4kW), dan transformator biasanya dihubungkan menjadi dua jenis: Y/Δ dan Δ/Y. Koneksi Δ/Y dapat membuat arus saluran listrik memiliki dua langkah, yang lebih dekat ke gelombang sinus, dan pengaruh harmoniknya kecil, dan sirkuit penyearah yang dapat dikontrol lebih banyak digunakan; koneksi Y/Δ dapat memberikan daya AC satu fasa, mengurangi arus Belitan sekunder umumnya digunakan pada rangkaian penyearah dioda daya tinggi; untuk transformator tiga fase daya kecil, kadang-kadang dihubungkan ke tipe Y/Y, meskipun metode koneksi ini akan memperkenalkan harmonik ke jaringan listrik. Tapi bagaimanapun, kekuatannya kecil dan dampaknya kecil. Singkatnya, saat memilih, kita tidak hanya harus mempertimbangkan dampak pada jaringan listrik, tetapi juga meminimalkan arus belitan dan mengurangi tingkat isolasi belitan. Pada Gambar 1, arus 7V dan 12V relatif kecil, tegangannya rendah, dan metode sambungan bintang dipilih; arus 110V besar, dan tegangannya tidak terlalu tinggi, dan metode koneksi berbentuk Δ dipilih, yang dapat sangat mengurangi arus dalam belitan, mengurangi diameter kawat belitan, dan memperpanjang panjang belitan. Kehidupan pelayanan; meskipun tegangan saluran belitan primer tinggi (380V), kapasitas transformator hanya 2kW, dan arus primer 1,45A, sehingga metode sambungan bintang dapat mengurangi tegangan belitan dan isolasi belitan.
Desain sirkuit penyearah
Rangkaian penyearah tiga fasa biasanya memiliki rangkaian penyearah setengah gelombang tiga fasa dan rangkaian penyearah jembatan tiga fasa. Karena tegangan rata-rata keluaran dari rangkaian penyearah jembatan tiga fasa tinggi, riak tegangannya kecil, dan faktor kualitasnya tinggi, rangkaian penyearah jembatan sering digunakan. Pilihan jenis dioda pada lengan jembatan terutama ditentukan oleh tegangan pengenal dan arus pengenalnya, dan arus pengenal dan tegangan ditentukan oleh arus dan tegangan beban rata-rata. Rumus perhitungannya adalah: ID=(1/3)½·Id, ID( AV)=ID / 1.57, UDn=(1 ~ 2) 2½·U2, model penyearah dapat ditentukan dengan memeriksa manual dioda dengan ID (AV) dan UDn.
Desain rangkaian penyaringan dan penstabil tegangan
1), sirkuit filter dan pemilihan perangkat
Rangkaian filter penyearah biasanya memiliki rangkaian filter seperti kapasitor, induktor, dan RC. Penyaringan induktif diwujudkan dengan menggunakan induktansi untuk menghasilkan gaya gerak listrik berlawanan dengan arus yang berdenyut dan menghalangi perubahan arus. Semakin besar induktansi, semakin baik efek penyaringan. Ini umumnya digunakan di lapangan di mana arus beban besar dan persyaratan penyaringan tidak tinggi. Rangkaian filter RC adalah rangkaian filter yang digunakan dengan menghubungkan resistor dan kapasitor. Karena resistor akan mengurangi sebagian tegangan DC, tegangan keluaran DC akan berkurang, sehingga hanya cocok untuk rangkaian arus kecil. Penyaringan kapasitor adalah dengan menggunakan efek pengisian dan pengosongan kapasitor untuk membuat tegangan keluaran yang diperbaiki stabil, dan amplitudo tegangan meningkat, efek penyaringannya bagus, dan cocok untuk berbagai sirkuit penyearah. Pemilihan kapasitor filter terutama adalah penentuan jenis, kapasitas dan nilai tegangan tahan. Kapasitor filter penyearah yang umum digunakan termasuk aluminium elektrolitik, elektrolitik tantalum, poliester, dan kapasitor monolitik. Kapasitor elektrolit aluminium memiliki arus bocor yang besar, tegangan tahan rendah dan suhu operasi (hingga plus 70 derajat), tetapi kapasitas besar; kapasitor elektrolit tantalum memiliki arus bocor yang kecil, voltase ketahanan dan suhu pengoperasian yang lebih tinggi daripada kapasitor elektrolitik aluminium, dan umumnya digunakan untuk tempat dengan kebutuhan yang lebih tinggi; kapasitor poliester memiliki resistansi isolasi yang besar, kehilangan rendah, suhu operasi rendah (hingga plus 55 derajat), kapasitas kecil, tetapi voltase tahan tinggi; kapasitor monolitik dapat dibuat dalam ukuran kecil dan tinggi dalam menahan tegangan. Performa dan performa termal relatif stabil, namun kapasitasnya kecil. Umumnya, ketika arus keluaran yang diperbaiki besar, kapasitor elektrolitik harus digunakan untuk menyaring dan menstabilkan tegangan; jika arus keluaran kecil, kapasitor biasa atau kapasitor elektrolitik dapat digunakan untuk penyaringan. Jika tegangan output DC memiliki persyaratan koefisien riak atau untuk mencegah kebisingan frekuensi tinggi, gunakan kapasitor elektrolit Lebih baik digunakan secara paralel dengan kapasitor non-polar berkapasitas kecil: kapasitor berkapasitas kecil dapat menyaring harmonik orde tinggi dalam DC yang berdenyut, dan kapasitor elektrolitik dapat menyaring komponen frekuensi rendah bernilai besar, dan rentang stabilisasi tegangan lebar dan efeknya bagus. Rangkaian rektifikasi dan filtering tidak memerlukan kapasitas terlalu besar dan menahan tegangan kapasitor. Umumnya, kapasitas kapasitor diperkirakan sesuai dengan arus keluaran. Jika arus keluaran besar, kapasitasnya akan besar; jika arusnya kecil, kapasitasnya akan kecil. Namun, jika kapasitasnya terlalu besar, nilai tegangan keluaran akan berkurang, dan jika terlalu kecil, riak tegangannya akan besar dan tidak stabil. Lihat Tabel 1 untuk menentukan kapasitas. Nilai tegangan tahan umumnya 1,5 hingga 2 kali tegangan kerja rangkaian yang terhubung.
2), rangkaian pengatur tegangan dan pemilihan perangkat
Ada dua jenis sirkuit penstabil tegangan: sirkuit penstabil tegangan komponen diskrit dan sirkuit penstabil tegangan terintegrasi, di antaranya sirkuit penstabil tegangan terintegrasi terutama digunakan untuk memperbaiki sirkuit dengan tegangan rendah dan arus kecil. . Saat memilih, Anda harus terlebih dahulu menentukan rangkaiannya, apakah itu catu daya positif atau catu daya negatif, apakah dapat disesuaikan atau diperbaiki, lalu pilih model tertentu sesuai dengan tegangan pengenal dan arus pengenalnya; pada saat yang sama, ketika penstabil tegangan terhubung ke rangkaian penyearah, beberapa komponen Pelindung, seperti menghubungkan dioda di terminal I/O untuk mencegah korsleting di terminal input, menghubungkan kapasitor kecil antara terminal input dan tanah, dapat membatasi amplitudo tegangan input, dll.
Desain catu daya DC secara teori relatif sederhana, tetapi analisis, penelitian, praktik, dan ringkasan lebih lanjut diperlukan dalam desain teknik khusus.
