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1000V可调脉动直流电源设计
101000V可调脉动直流电源设计
1000V可调脉动直流电源设计
胡丹赵应泽蔡雷
(中国工程物理研究院工学院,四川绵阳,621900)
摘要本文将自耦调压器与升压变压器相结合,设计出了一种1000V可调脉动直流
电源,构思独特,可广
泛应用于可调高压大功率电源的设计.
关键词无畸变;脉动;直流电源
O引言
由于科研生产的需要要求设计一种1000V可调脉动直流电源.根据使用要求,输入
电源为交流220V,
输出为0~1000V可调脉动(脉动频率为100Hz)直流输出,输出功率大于500W,初
步制定3套设计方案
即可控硅调压,开关电源和自耦调压器调压.
1设计方案的确定
方案1:采用可控硅调压经变压器升压后整流,此方案制作简单成本低,但当可控硅
处于半导通状态
时输出波形不平滑并且会产生高次谐波污染电源,要求整流元件的耐压值要高.
方案2:采用开关电源,此方案制作成本较高,且需要大功率开关管.
方案3:采用自耦调压器调压后整流,此方案输出波形无畸变,对电源无污染,无须
使用大功率半导
体器件.
通过对使用要求,制作
成本,可靠性,电磁兼容性
等各方面因素的综合考虑,
决定采用方案3进行设计.
电路由自耦调压电路,升压图1电路方框图
电路,整流电路,取样电路,比较控制电路和参数显示电路等电路组成,电路框图如
图1所示.
电路原理:220V50Hz交流电源送人自耦调压器的输入端,经调压(O~220V)后送
至由升压变压器组
成的升压电路;升压电路输出分两路,一路送至整流电路,一路送至取样电路;经整
流后即为0~1000V(峰
值)100Hz脉动直流电压输出,参数显示电路可显示输出电压和负载电流;取样电
路将取样信号送至比较
控制电路与设定电压值进行比较,再用比较结果去控制伺服电机,从而改变自耦调
压器的输出电压;调节
电压设定电位器即可使输出电压在O~1000V的范围内变化.当220V交流输入发
生波动时,此电路可使输
出稳定在设定值.
收稿日期:2005.10-25
2005年12月第4期教学与科技11
2系统电路设计
按照以上设计方案进行具体电路设计,如图2所示.
自耦调压电路:220V市电经K,Fu送至自耦调压器B1的输入端,由伺服电机控制
B1的可调滑动端
使其输出电压在0~220V范围内连续可调.
升压电路:由B1输出的0~220V电压加至升压变压器B2,B2次级有710V升压和
12V降压两个绕组,
其中710V送至整流电路,12V送至取样电路.
整流电路:升压变压器B2次级升压绕组输出的0-7IOV电压加至由DI—D8组成
的桥式整流电路,经整
流后可得到0—1000V(峰值)100Hz脉动直流电压,通过限流电阻R9,R10输出,R1
—R8为保护DI—D8的
均压电阻.
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图2电路原理图
参数显示电路:由RII,RPI,R12和电压表V组成了0—1000V(峰值)输出电压显示电
路,由R13,
R14和电流表uA组成负载电流显示电路.
取样电路:B2次级降压绕组输出的0—12V电压经D9一D12桥式整流,经Cl,C2
滤波,由R16~R18和R23
分压获得与高压输出成正比的电压作为取样信号送比较电路.
比较控制电路:由B3,D13一D16,C3一C8,R19,RD17和D18组成正负12V直流电
源和正负10V直
流稳压电源,分别为电机提供驱动电源和为比较电路提供稳定的工作电源.由取样
电路获得的取样电压加
至运放741的同相输入端,由R25和RP2设定的基准电压经R24加至运放741的
反相输入端,经741比较
放大后控制Q.或Q:导通使伺服电机正转或反转,从而控制调压器B-的滑动可调端
使输出电压达到设定值.
限位开关1和限位开关2为固定在BI上滑动可调端的最低和最高极限位置的限
位开关,以保护电机和BI.
121000V可调脉动直流电源设计
3系统安装调试
元器件的参数如图2所示,其中BI为0.5KVA的自耦调压器,B2为自绕制的
0.5KVA有710V和12V
两组独立输出的变压器,B3为10VA双12V输出带中心抽头的变压器,RP2采用绕
线多圈电位器.
制作印制板时应将高,
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