Problemas en el diseño de soluciones de fuente de alimentación regulada por CC
Diseño de fuente de alimentación estabilizada de CC
El diseño del transformador rectificador trifásico incluye: el método de conexión de los devanados primario y secundario, el cálculo de la tensión del lado secundario, el cálculo de la corriente del lado primario y secundario, el cálculo y determinación de la capacidad y la selección de la forma estructural. Entre ellos, el modo de conexión de los devanados primario y secundario y la determinación del voltaje del lado secundario son los contenidos de nuestro análisis clave. Este artículo toma el diseño de tres fuentes de alimentación de CC de un controlador de motor paso a paso como ejemplo para presentarlo en detalle.
Determinación de la tensión del lado secundario
El voltaje secundario no solo está relacionado con el voltaje de carga (es decir, el voltaje de la fuente de alimentación regulada por CC que se diseñará) y el circuito rectificador, sino también con el dispositivo estabilizador de voltaje. Para el circuito del puente rectificador con altos requisitos, use un filtro de condensador para estabilizar el voltaje y estabilice el voltaje con un estabilizador de voltaje. Para aquellos con requisitos bajos, no puede estabilizar el voltaje o usar capacitores para estabilizar el voltaje. Además, la unidad de bajo voltaje de 7 V se utiliza principalmente para el bloqueo de fase, su corriente es pequeña, el voltaje es bajo, la fluctuación de voltaje tiene poco efecto en el estado de funcionamiento de la fuente de alimentación del controlador, no es necesario regular el voltaje; más 110V se usa para accionamiento de alto voltaje, fuente de alimentación intermitente y alta frecuencia, la corriente grande y la tasa de cambio de corriente producirán un alto sobrevoltaje, por lo que se deben usar capacitores electrolíticos para estabilizar el voltaje y se deben usar resistencias para limitar la corriente; más 12V se utiliza para fuentes de alimentación de computadoras y circuitos integrados. La corriente es pequeña y el voltaje es bajo, pero se requiere que el voltaje sea estable. El coeficiente de onda es pequeño, por lo que se utilizan un condensador y un regulador de tres terminales para estabilizar el voltaje en dos etapas. Para diferentes métodos de estabilización de voltaje, el voltaje secundario tiene diferentes métodos de determinación. En teoría, las fórmulas de cálculo de los tres voltajes son las mismas, es decir, U2=Ud/2.34 o UL{{10}}Ud/1.35, y los tres voltajes secundarios calculados Los voltajes son: 5,2 V, 81,5 V y 8,9 V, pero los resultados de dichos cálculos no son adecuados en la práctica. Por lo tanto, algunas cantidades deben determinarse mediante fórmulas de estimación de ingeniería. Por ejemplo, el sistema de rectificación irreversible trifásico generalmente usa la fórmula UL{{20}}(0.9 ~1.0)·Ud estima, si el lado DC es filtrado por un capacitor electrolítico, el valor promedio de la salida aumentará, el cual generalmente se estima por la fórmula UL=Ud/2½; si el lado de CC está estabilizado por un capacitor y un regulador de voltaje de tres terminales, para expandir el rango de voltaje de estabilidad, Ud generalmente debe aumentarse en 3 ~ 6 V, y luego estimarse mediante la fórmula UL=(0.9 ~ 1.0) · Ud. Los tres voltajes secundarios así determinados son: UL7=0.9×7=6.3V, UL110=110/2½=78V, UL12=16×0.{ {44}}.4V.
2. Cálculo actual y determinación de capacidad de casos primarios y secundarios.
La corriente secundaria debe determinarse de acuerdo con el tamaño de la corriente de carga y el circuito rectificador. En la Figura 1, se utiliza un circuito rectificador de puente trifásico, y los valores efectivos de las tres corrientes secundarias se obtienen mediante la fórmula I2=(2/3)½Id: 3,26 A, 6,5 A, 1,63 A , obtienes 3 voltajes y corrientes secundarios. De acuerdo con el principio de que la potencia primaria y secundaria del transformador son aproximadamente iguales, se puede obtener la corriente primaria I1=1.45A, la capacidad del transformador es S=953VA y el modelo del transformador se selecciona de acuerdo a 1.5kVA.
3. Determinación del modo de conexión de los devanados primario y secundario.
Los devanados de transformadores trifásicos se pueden conectar en forma de estrella o delta según se requiera. Los circuitos de rectificación trifásicos se usan generalmente para la rectificación de alta potencia (es decir, la potencia de carga es superior a 4kW), y los transformadores generalmente se conectan en dos tipos: Y/Δ y Δ/Y. La conexión Δ/Y puede hacer que la corriente de la línea de alimentación tenga dos pasos, que está más cerca de la onda sinusoidal, y la influencia armónica es pequeña, y el circuito de rectificación controlable se usa más; la conexión Y/Δ puede proporcionar alimentación de CA monofásica, lo que reduce la corriente del devanado secundario que generalmente se usa en circuitos rectificadores de diodos de alta potencia; para transformadores trifásicos de pequeña potencia, a veces se conecta al tipo Y/Y, aunque este método de conexión introducirá armónicos en la red eléctrica. Pero después de todo, su poder es pequeño y su impacto es pequeño. En definitiva, a la hora de elegir, no solo debemos considerar el impacto en la red eléctrica, sino también minimizar la corriente de los devanados y reducir el nivel de aislamiento de los devanados. En la Figura 1, las corrientes de 7 V y 12 V son relativamente pequeñas, el voltaje es bajo y se selecciona el método de conexión en estrella; la corriente de 110 V es grande y el voltaje no es demasiado alto, y se selecciona el método de conexión en forma de Δ, que puede reducir en gran medida la corriente en el devanado, reducir el diámetro del cable del devanado y extender la longitud del devanado. Vida de servicio; aunque el voltaje de línea del devanado primario es alto (380 V), la capacidad del transformador es de solo 2 kW y la corriente primaria es de 1,45 A, por lo que el método de conexión en estrella puede reducir el voltaje del devanado y el aislamiento del devanado.
