直流安定化電源ソリューションの設計の問題点
直流安定化電源の設計
三相整流変圧器の設計には、一次巻線と二次巻線の接続方法、二次側電圧の計算、一次側と二次側の電流の計算、容量の計算と決定、および選択が含まれます。構造形式のこと。 その中でも、一次巻線と二次巻線の接続形態と二次側電圧の決定が重要な解析内容となります。 この記事では、ステッピング モーター ドライバーの 3 つの DC 電源の設計を例として詳しく紹介します。
二次側電圧の決定
二次電圧は、負荷電圧（設計対象の直流安定化電源電圧）や整流回路だけでなく、電圧安定化装置にも関係します。 要件の高いブリッジ整流回路の場合は、コンデンサ フィルタを使用して電圧を安定させ、電圧安定器で電圧を安定させます。 要件が低い場合は、電圧を安定させたり、電圧を安定させるためにコンデンサを使用したりすることはできません。 プラス7Vの低電圧ドライブは主に位相ロックに使用され、その電流は小さく、電圧は低く、電圧変動はドライブ電源の動作状態にほとんど影響を与えず、電圧調整の必要はありません。 プラス110Vは高電圧駆動、断続電源、高周波で使用されており、電流が大きく電流変化率が高いと過電圧が発生しますので、電圧を安定させるために電解コンデンサを使用したり、抵抗を使用したりする必要があります。電流を制限する。 プラス12Vはコンピュータや集積回路の電源に使用されます。 電流は小さく電圧は低いですが、電圧が安定していることが求められます。 波形係数が小さいため、コンデンサと三端子レギュレータを使用して2段階で電圧を安定させます。 電圧安定化方法が異なると、二次電圧の決定方法も異なります。 理論的には、3 つの電圧の計算式は同じです。つまり、U2=Ud/2.34 または UL{{10}}Ud/1.35 であり、計算された 3 つの二次電圧は次のようになります。 5.2V、81.5V、8.9V ですが、このような計算結果は実際には適切ではありません。 したがって、一部の量は工学的な推定式によって決定する必要があります。 たとえば、三相非可逆整流システムでは一般に、DC 側の場合、式 UL{{20}}(0.9 ~1.0)・Ud 推定値を使用します。電解コンデンサによってフィルタリングされると、出力の平均値が増加します。これは一般に、式 UL=Ud/2½; によって推定されます。 DC 側がコンデンサと 3 端子電圧レギュレータによって安定化されている場合、安定性電圧範囲を拡大するには、一般に Ud を 3 ～ 6V 増加させ、式 UL=(0.9 ~ 1.0) · Ud。 このようにして決定された 3 つの二次電圧は次のとおりです: UL7=0.9×7=6.3V、UL110=110/21/2=78V、UL12=16×0.{ {44}}.4V。
2. 一次ケースと二次ケースの電流計算と容量決定
二次電流は負荷電流の大きさと整流回路に応じて決定してください。 図 1 では、三相ブリッジ整流回路が使用されており、3 つの二次電流の実効値は式 I2=(2/3)/2Id を使用して取得されます。3.26 A、6.5A、1.63A 、3つの二次電圧と電流が得られます。 変圧器の一次電力と二次電力がほぼ等しいという原理により、一次電流I1=1.45Aが得られ、変圧器の容量はS=953VAであり、変圧器モデルは1.5kVAに応じて選択されます。
3. 一次巻線と二次巻線の接続モードの決定
三相変圧器の巻線は、必要に応じてスター型またはデルタ型に接続できます。 三相整流回路は一般に大電力整流（つまり、負荷電力が 4kW 以上）に使用され、変圧器は通常、Y/Δ と Δ/Y の 2 つのタイプに接続されます。 Δ/Y 接続により、電源線電流を 2 段階にすることができ、正弦波に近くなり、高調波の影響が少なく、制御可能な整流回路がより多く使用されます。 Y/Δ 接続は単相 AC 電力を提供し、二次巻線電流を低減できます。一般に、高出力ダイオード整流回路で使用されます。 小電力三相変圧器の場合、Y/Y タイプに接続されることがありますが、この接続方法では電力網に高調波が発生します。 しかし結局のところ、その力は小さく、影響も小さい。 つまり、選択する際には、電力網への影響を考慮するだけでなく、巻線電流を最小限に抑え、巻線の絶縁レベルを下げることも考慮する必要があります。 図 1 では、7V と 12V の電流が比較的小さく、電圧が低く、スター接続方式が選択されています。 110Vの電流は大きく、電圧は高すぎず、Δ型接続方法が選択されるため、巻線内の電流を大幅に削減し、巻線の直径を小さくし、巻線の長さを延長できます。 耐用年数; 一次巻線の線間電圧は高く（380V）、変圧器容量は2kWしかなく、一次電流は1.45Aなので、スター結線方式により巻線の電圧を下げることができ、巻線の絶縁を低くすることができます。
