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高壓直流電源輸入整流橋和濾波電容的計算與選

来源:美端电气 ??发布时间:2019-06-03 16:30

高压直流电源输入整流桥和滤波电容的计算(calculate )与选取方法解析(analysis 剖析;深入分析)

1)高压直流电源(power supply)整流桥的导通时间与选通特性
50Hz交流電壓(voltage)經過全波高壓直流電源整流後變成脈動高壓直流電源電壓u1,再通過輸入濾波電容得到高壓直流電源U1。在理想情況下,高壓直流電源整流橋的導通角本應爲180°(導通範圍是從0°~180°),但由于濾波電容器C的作用(role),僅在接近交流峰值電壓處的很短時間內,才有輸入電流流經過高壓直流電源整流橋對C充電。50Hz交流電的半周期爲10ms,高壓直流電源整流橋的導通時間tC≈3ms,其導通角僅爲54°(導通範圍是36°~90°)。因此,高壓直流電源整流橋實際通過的是窄脈沖電流。橋式高壓直流電源整流濾波電路的原理如圖1(a)所示,高壓直流電源整流濾波電壓及高壓直流電源整流電流的波形分別如圖l(b)和(c)所示。
總結幾點:

  (1)高压直流电源(power supply)整流桥的上述特性(characteristic])可等效成对应于输入电压频率的占空比大约为30%。

  (2)高壓直流電源整流二極管的一次導通過程(process),可視爲一個“選通脈沖”,其脈沖重複(repeat)頻率(frequency)就等于交流電網的頻率(50Hz)。

  (3)爲降低(reduce)開關高壓直流電源中500kHz以下的傳導噪聲,有時用兩只普通矽高壓直流電源整流管(例如1N4007)與兩只快恢複二極管(如FR106)組成高壓直流電源整流橋,FRl06的反向恢複時間trr≈250ns。接地電阻測量儀是一種電阻測量裝置,用于電力、郵電、鐵路、通信、礦山等部門測量各種裝置的接地電阻以及測量低電阻的導體電阻值;還可以測量土壤電阻率及地電壓。
2)高壓直流電源整流橋的參數(parameter)選擇(Select)
隔離式高壓直流電源一般采用由高壓直流電源整流管構成的高壓直流電源整流橋,亦可直接選用成品高壓直流電源整流橋,完成橋式高壓直流電源整流。全波橋式高壓直流電源整流器簡稱矽高壓直流電源整流橋,它是將四只矽高壓直流電源整流管接成橋路形式,再用塑料封裝而成的半導體器件。它具有體積小、使用方便、各高壓直流電源整流管的參數(parameter)一致性好等優點,可廣泛(extensive)用于開關高壓直流電源的高壓直流電源整流電路。矽高壓直流電源整流橋有4個引出端,其中交流輸入端、高壓直流電源輸出端各兩個。
硅高压直流电源整流桥的最大高压直流电源整流电流平均值(The average value)分0.5~40A等多种规格(specifications),最高反向工作电压(voltage)有50~1000V等多种规格。接地電阻測試儀原理是新一代变压器直流电阻的测试仪器,它能根据不同型号的电力变压器自动选择测试电流,以最快的速度显示测试结果。直流電阻測試儀并且具有存储、打印、放电指示等功能,内置不掉电存储器,可长期保存测量数据,液晶显示器的采用使得该仪器人机界面良好,是直流电阻测试工作中的首选设备。小功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)硅高压直流电源整流桥可直接焊在印刷板上,大、中功率硅高压直流电源整流桥则要用螺钉固定,并且需安装合适的散热器。
高压直流电源整流桥的主要参数有反向峰值电压URM(V),正向压降UF(V),平均高压直流电源整流电流(Electron flow)Id(A),正向峰值浪涌电流IFSM(A),最大反向漏电流IR(μA)。電阻測試儀是测量物体导电性的一种仪器,電阻測試儀被广泛的应用于电气安全检查与接地工程竣工验等场合。高压直流电源整流桥的反向击穿电压URR应满足下式要求:
举例说明,当交流输入电压范围(fàn wéi)是85~132V时,umax=132V,由式
  (1)计算出UBR=233.3V,可选耐压400V的成品高压直流电源整流桥。对于宽范围(fàn wéi)输入交流电压,umax=265V,同理求得UBR=468.4V,应选耐压600V的成品高压直流电源整流桥。需要指出,假如用4只硅高压直流电源整流管来构成高压直流电源整流桥,高压直流电源整流管的耐压值还应进一步提高。辟如可选1N4007(1A/1000V)、1N5408(3A/1000V)型塑封高压直流电源整流管。这是因为此类管子的价格低廉,且按照耐压值“宁高勿低”的原则,能提高高压直流电源整流桥的安全(safe)性与可靠性。
设输入有效值电流(Electron flow)为IRMS,高压直流电源(power supply)整流桥额定的有效值电流为IBR,应当使IBR≥2IRMS。计算(calculate )IRMS的公式如下:
式中,PO为开关高压直流电源(power supply)的输出功率(指物体在单位时间内所做的功的多少),η为高压直流电源效率,umin为交流输入电压的最小值,cosφ为开关高压直流电源的功率因数,允许cosφ=0.5~0.7。由于高压直流电源整流桥实际通过的不是正弦波电流,而是窄脉冲电流(参见图1),因此高压直流电源整流桥的平均高压直流电源整流电流Id
例如,设计一个7.5V/2A(15W)开关高压直流电源(power supply),交流输入电压(voltage)范围是85~265V,要求η=80%。将Po=15
  W、η=80%、umin=85
  V、cosψ=0.7一並代入
  (2)式得到,IRMS=0.32A,進而求出Id=0.65×IRMS=0.21A。實際選用1A/600V的高壓直流電源整流橋,以留出一定余量。

  
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