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高压直流电源输入整流桥和滤波电容的计算与选

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交流电压(voltage)经过全波高压直流电源整流后变成脉动高压直流电源电压u1,再通过输入滤波电容得到高压直流电源U1。在理想情况下,高压直流电源整流桥的导通角本应为180°(导通范围是从0°~180°),但由于滤波电容器C的作用(role),仅在接近交流峰值电压处的很短时间内,才有输入电流流经过高压直流电源整流桥对C充电。50Hz交流电的半周期为10ms,高压直流电源整流桥的导通时间tC≈3ms,其导通角仅为54°(导通范围是36°~90°)。因此,高压直流电源整流桥实际通过的是窄脉冲电流。桥式高压直流电源整流滤波电路的原理如图1(a)所示,高压直流电源整流滤波电压及高压直流电源整流电流的波形分别如图l(b)和(c)所示。
总结几点:

  (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)高压直流电源整流二极管的一次导通过程(process),可视为一个“选通脉冲”,其脉冲重复(repeat)频率(frequency)就等于交流电网的频率(50Hz)。

  (3)为降低(reduce)开关高压直流电源中500kHz以下的传导噪声,有时用两只普通硅高压直流电源整流管(例如1N4007)与两只快恢复二极管(如FR106)组成高压直流电源整流桥,FRl06的反向恢复时间trr≈250ns。电阻测试仪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。直流电阻测试仪并且具有存储、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)。电阻测试仪是测量物体导电性的一种仪器,电阻测试仪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=0.7一并代入
  (2)式得到,IRMS=0.32A,进而求出Id=0.65×IRMS=0.21A。实际选用1A/600V的高压直流电源整流桥,以留出一定余量。

  
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