Solutions aux problèmes de conception d'une alimentation régulée en courant continu
Conception de l'alimentation stabilisée en courant continu
La conception du transformateur redresseur triphasé comprend : le mode de connexion des enroulements primaire et secondaire, le calcul de la tension côté secondaire, le calcul du courant côté primaire et secondaire, le calcul et la détermination de la capacité, et la sélection de la forme structurale. Parmi eux, le mode de connexion des enroulements primaire et secondaire et la détermination de la tension côté secondaire sont le contenu de notre analyse clé. Cet article prend la conception de trois alimentations CC d'un pilote de moteur pas à pas comme exemple à présenter en détail.
Détermination de la tension côté secondaire
La tension secondaire n'est pas seulement liée à la tension de charge (c'est-à-dire à la tension d'alimentation régulée en courant continu à concevoir) et au circuit redresseur, mais également au dispositif de stabilisation de tension. Pour le circuit redresseur en pont avec des exigences élevées, utilisez un filtre à condensateur pour stabiliser la tension et stabiliser la tension avec un stabilisateur de tension. Pour ceux qui ont de faibles exigences, vous ne pouvez pas stabiliser la tension ou utiliser des condensateurs pour stabiliser la tension. Comme le montre la figure 1, le variateur basse tension plus 7 V est principalement utilisé pour le verrouillage de phase. Son courant est faible et sa tension est faible. Type d'alimentation et haute fréquence, grand courant et taux de changement de courant produiront une surtension élevée, de sorte que des condensateurs électrolytiques doivent être utilisés pour stabiliser la tension et des résistances pour limiter le courant ; plus 12V est utilisé pour les alimentations des ordinateurs et des circuits intégrés, avec un petit courant et une basse tension. Cependant, une tension stable et un faible coefficient d'ondulation sont nécessaires, de sorte que des condensateurs et des régulateurs à trois bornes sont utilisés pour stabiliser la tension en deux étapes. Pour différentes méthodes de stabilisation de tension, la tension secondaire a différentes méthodes de détermination. En théorie, les formules de calcul des trois tensions sont les mêmes, soit U2=Ud/2.34 ou UL=Ud/1.35, et les trois tensions secondaires calculées Les tensions sont : 5.2V, 81,5V et 8,9V, mais les résultats de tels calculs ne conviennent pas dans la pratique. Par conséquent, certaines quantités doivent être déterminées par des formules d'estimation d'ingénierie. Par exemple, le système de redressement triphasé irréversible utilise généralement la formule UL=({{20}}.9 ~1.{{30}})·Ud estimation , si le côté CC est filtré par un condensateur électrolytique, la valeur moyenne de la sortie augmentera, ce qui est généralement estimé par la formule UL=Ud/2½ ; si le côté CC est stabilisé par un condensateur et un régulateur de tension à trois bornes, afin d'étendre la plage de tension de stabilité, Ud doit généralement être augmenté de 3 ~ 6 V, puis estimé par la formule UL=({ {42}}.9 ~ 1.0) · Ud. Les trois tensions secondaires ainsi déterminées sont : UL7=0.9×7=6.3V, UL110=110/2½=78V, UL12=16×0.{ {43}}.4V.
1. Exemple secondaire de calcul de courant et de détermination de capacité
Le courant secondaire doit être déterminé en fonction de la taille du courant de charge et du circuit redresseur. Dans la figure 1, un circuit redresseur en pont triphasé est utilisé et les valeurs efficaces des trois courants secondaires sont obtenues en utilisant la formule I2=(2/3)½Id : 3,26 A, 6,5 A, 1,63 A , vous obtenez 3 tensions et courants secondaires. Selon le principe selon lequel les puissances primaire et secondaire du transformateur sont approximativement égales, le courant primaire I1=1.45A peut être obtenu, la capacité du transformateur est S=953VA et le modèle de transformateur est sélectionné en fonction de 1,5 kVA.
1. Détermination du mode de connexion de l'enroulement secondaire
Les enroulements de transformateur triphasés peuvent être connectés en forme d'étoile ou de triangle selon les besoins. Les circuits de redressement triphasés sont généralement utilisés pour le redressement haute puissance (c'est-à-dire que la puissance de charge est supérieure à 4 kW), et les transformateurs sont généralement connectés en deux types : Y/Δ et Δ/Y. La connexion Δ/Y peut faire en sorte que le courant de la ligne électrique ait deux étapes, ce qui est plus proche de l'onde sinusoïdale, et l'influence harmonique est faible, et le circuit de redressement contrôlable est davantage utilisé ; la connexion Y/Δ peut fournir une alimentation CA monophasée, ce qui réduit le courant d'enroulement secondaire est généralement utilisé dans les circuits redresseurs à diodes haute puissance ; pour les transformateurs triphasés de petite puissance, il est parfois connecté en type Y/Y, bien que cette méthode de connexion introduise des harmoniques sur le réseau électrique. Mais après tout, sa puissance est petite et son impact est petit. En bref, lors du choix, nous ne devons pas seulement considérer l'impact sur le réseau électrique, mais également minimiser le courant d'enroulement et réduire le niveau d'isolation de l'enroulement. Dans la figure 1, les courants 7V et 12V sont relativement faibles, la tension est faible et la méthode de connexion en étoile est sélectionnée ; le courant de 110 V est important et la tension n'est pas trop élevée, et la méthode de connexion en forme de Δ est sélectionnée, ce qui peut réduire considérablement le courant dans l'enroulement, réduire le diamètre du fil d'enroulement et prolonger la longueur de l'enroulement. Durée de vie; bien que la tension de ligne de l'enroulement primaire soit élevée (380 V), la capacité du transformateur n'est que de 2 kW et le courant primaire est de 1,45 A, de sorte que la méthode de connexion en étoile peut réduire la tension de l'enroulement et l'isolation de l'enroulement.
Conception du circuit redresseur
Le circuit redresseur triphasé comporte généralement un circuit redresseur triphasé demi-onde et un circuit redresseur triphasé en pont. Étant donné que la tension moyenne de sortie du circuit redresseur en pont triphasé est élevée, l'ondulation de tension est faible et le facteur de qualité est élevé, le circuit redresseur en pont est souvent utilisé. Le choix du type de diode sur le bras de pont est principalement déterminé par sa tension nominale et son courant nominal, et le courant et la tension nominaux sont déterminés par le courant et la tension de charge moyens. La formule de calcul est : ID=(1/3)½·Id, ID( AV)=ID / 1,57, UDn=(1 ~ 2) 2½·U2, le modèle du redresseur peut être déterminé en consultant le manuel de la diode avec ID (AV) et UDn.
Conception du circuit de filtrage et de stabilisation de tension
1), sélection du circuit de filtrage et de l'appareil
Le circuit de filtre redresseur a généralement des circuits de filtre tels que des condensateurs, des inductances et RC. Le filtrage inductif est réalisé en utilisant l'inductance pour générer une force contre-électromotrice au courant pulsé et empêcher le changement de courant. Plus l'inductance est grande, meilleur est l'effet de filtrage. Il est généralement utilisé dans le domaine où le courant de charge est important et les exigences de filtrage ne sont pas élevées. Le circuit de filtre RC est un circuit de filtre utilisé en connectant des résistances et des condensateurs. Étant donné que la résistance réduira une partie de la tension continue, la tension de sortie continue diminuera, elle ne convient donc qu'aux petits circuits de courant. Le filtrage du condensateur consiste à utiliser l'effet de charge et de décharge du condensateur pour rendre la tension de sortie redressée stable, et l'amplitude de la tension augmente, l'effet de filtrage est bon et convient à divers circuits de redressement. La sélection du condensateur de filtrage est principalement la détermination du type, de la capacité et de la valeur de la tension de tenue. Les condensateurs de filtre redresseur couramment utilisés comprennent les condensateurs électrolytiques en aluminium, électrolytiques au tantale, en polyester et monolithiques. Les condensateurs électrolytiques en aluminium ont un courant de fuite important, une tension de tenue et une température de fonctionnement faibles (jusqu'à plus 70 degrés), mais une grande capacité; les condensateurs électrolytiques au tantale ont un faible courant de fuite, une tension de tenue et une température de fonctionnement plus élevées que les condensateurs électrolytiques en aluminium, et sont généralement utilisés pour les endroits où les exigences sont plus élevées ; les condensateurs en polyester ont une grande résistance d'isolement, une faible perte, une basse température de fonctionnement (jusqu'à plus 55 degrés), une petite capacité, mais une tension de tenue élevée; les condensateurs monolithiques peuvent être de petite taille et avoir une tension de tenue élevée. Les performances et les performances thermiques sont relativement stables, mais la capacité est faible. Généralement, lorsque le courant de sortie redressé est important, des condensateurs électrolytiques doivent être utilisés pour filtrer et stabiliser la tension ; si le courant de sortie est faible, des condensateurs ordinaires ou des condensateurs électrolytiques peuvent être utilisés pour le filtrage. Si la tension de sortie CC a des exigences de coefficient d'ondulation ou afin d'éviter le bruit à haute fréquence, utilisez des condensateurs électrolytiques Il est préférable d'être utilisé en parallèle avec des condensateurs non polaires de petite capacité : les condensateurs de petite capacité peuvent filtrer les harmoniques d'ordre élevé en courant continu pulsé, et les condensateurs électrolytiques peuvent filtrer les composants basse fréquence de grande valeur, et la plage de stabilisation de la tension est large et l'effet est bon. Le circuit de redressement et de filtrage ne nécessite pas trop de capacité et de tension de tenue du condensateur. Généralement, la capacité du condensateur est estimée en fonction du courant de sortie. Si le courant de sortie est important, la capacité sera grande ; si le courant est petit, la capacité sera petite. Cependant, si la capacité est trop grande, la valeur de la tension de sortie sera réduite, et si elle est trop petite, l'ondulation de tension sera grande et instable. Reportez-vous au tableau 1 pour déterminer la capacité. La valeur de la tension de tenue est généralement de 1,5 à 2 fois la tension de fonctionnement du circuit connecté.
2), circuit régulateur de tension et sélection de l'appareil
Il existe deux types de circuits de stabilisation de tension : le circuit de stabilisation de tension à composants discrets et le circuit de stabilisation de tension intégré, parmi lesquels le circuit de stabilisation de tension intégré est principalement utilisé pour le circuit de redressement à basse tension et à faible courant. . Lors du choix, vous devez d'abord déterminer la série, qu'il s'agisse d'une alimentation positive ou d'une alimentation négative, qu'elle soit réglable ou fixe, puis sélectionner un modèle spécifique en fonction de sa tension nominale et de son courant nominal ; En même temps, lorsque le stabilisateur de tension est connecté au circuit redresseur, certains composants de protection, tels que la connexion d'une diode à la borne d'e/s pour éviter un court-circuit à la borne d'entrée, la connexion d'un petit condensateur entre la borne d'entrée et le sol, peut limiter l'amplitude de la tension d'entrée, etc.
La conception de l'alimentation CC est relativement simple en théorie, mais des analyses, des recherches, des pratiques et des résumés supplémentaires sont nécessaires dans une conception technique spécifique.
