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别具一格的大功率测试电源电路

别具一格的大功率测试电源电路

点击数:7196 次   录入时间:03-04 11:42:13   整理:http://www.55dianzi.com   其他电源技术

  此电源采用30A/380V交流调压模块为控制器件,串联在电源变压器初级,变压器次级整流滤波输出相应直流电压。

  该模块为双向间闸管全角控制型,控制电压0~5V,控制部份与开关部份绝缘,而且散热器与内部器件绝缘,有很多品牌,我用的杭州西子固态继电器厂产品。

  控制方案设计:控制电压由5V电源用电位器分压调节设定,与输出直流电压取样信号比较处理后,送到模块输入端。另外,运行中检测到电流很大时,保护电路随机动作,关闭模块并自锁,直至按下复位钮解除。

  电源变压器选用1KW,220V输入、45V输出的控制变压器,为了担心出现晶闸管调节时带来波形崎变,引起异常发热和机振现象,作了多次长时间模拟试验,结果除变压器在低电压大电流时略有振动外,无其他异常迹象。证明变压器可以在晶闸管调压工况下运行。

  UT为50A/380V单相调压型晶闸管模块,其工作模式为过零触发,控制电压0-5V控制导通角度。和整流器模块共用200X120铝成品散热器,12V/0.45A风机作为强制风冷风源。B1为1KW/220V控制变压器,次级45V,L1、C1为8A电源滤波器,K2为双刀10A电源开关,C3、R1为消振元件。D1~D4为全波整流二极管模块,C4大容量电解电容,RL为假负荷电阻。

  LM2576ADJ、D5、L1、C6、R2、R3、组成12V稳压电源,向风机、IC1、7805供电,7805、C7、C8为5V稳压器组件。其基本电路如下图。

  图中220电源相线输入B1初级一端,初级另一端接模块晶闸管一侧、晶闸管另一侧接中线,晶闸管在交流波形过零后导通,其导通角度,由控制端输入电平所操控,输入电压幅度0V时,导通角为0,输入5V时全角导通。所以控制电压变化使输入到初级的交流电压相应变化,由于B1初、次具固定的比值,所以耦合到次级的电压产生变化,经整流滤波后得到预期幅值的直流电压。需要说明的是、调压模块的容量选择取裕量较大的原因:模块驱动感性负载,工作在切波状态,耐压、电流值要取很大裕量。

  12V电源由LM2576HV和D5,L1、C6等组成:其输入电源允许在7~60V之间变化,从输入电压上无需另置输入电源,直接取电工作电源的另一个原因实现失电保护工况,发生短路和过流保护动作后,工作电源失电后使12V电源和5V电源相继失电使系统关闭而停止工作,其机理详见后述。

  稳定的12V电压还供给12V风机、IC1和下一级5V稳压电源使用。

  ICIA、R12、R13、Wl、R14组成电压设定信号处理电路,信号输送到ICIB同相端,与ICIB反相端输入的反馈信号作比较处理后,ICIB输出控制信号到模块控制端。ICIA工作于跟随器模式。

  ICIB为减法器模式工作,可以看出设定信号与电压反馈信号相减后放大1.4倍输出,其增益为R15、R16、R19、R18比值决定,且R18=R16,R15=R19,如果设计使增益加大,可能造成过补偿现象出现,负载电流加大时输出电压反而上升。

  IC1D、R6、R7、R8、C10组成IN变换放大电路,其增益为11倍,ICIC、R9、Rl0、R11组成比较器,一旦电流信号经过IN变换放大后电压>1C1C反相输入端的基准信号,IC1C迅速翻转为高电平,此时D6向C9充电,C9通过R17使7002导通,IC1B输出的控制电压被下拉到0,致使模块晶闸管侧快速关断,此时次级电压消失,工作电源电压为零,12V和5V因各级滤波电容延迟短时间也放电归零。

  此时虽末关闭220电源,但系统已处于失电状态。

  整机电流消耗仅为模块晶闸管侧漏电流。短期内要重启时须按K1后使C9放电,并重新关闭开启电源开关K2即可。

  D6、C9的设置防止12V电源末失电时,IC1C反复翻转,使模块反复开关造成器件损坏!由于D6的单向馈电和C9的存贮效应,使模块保持一定时间关闭状态。从而使系统失电或者排除故障有充裕的时间。

  此电源有一个用途是作无刷电机耐久性测试,全天候不间断工作,在夜里常常是无人值守。由于电机损坏、控制器损坏引起短路也常发生。采用上述失电保护方案,可以更好保护设备安全,避免不必要的耗电。

  无此要求时:12V电源另由独立电源供电,系统保护后能保持很长时间的自锁,而且复位极为便利,按下K1即可重新工作。无需操作电源开关K2来实现了。所以使用独立电源后的工况与前者相比截然不同!

大功率测试电源电路




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