在一些需用高電壓、小電流的地方,常常使用倍壓整流電路。倍壓整流,可以把較低的交流電壓,用耐壓較高的整流二極管和電容器,“整”出一個較高的直流電壓。倍壓整流電路一般按輸出電壓是輸入電壓的多少倍,分為二倍壓、三倍壓與多倍壓整流電路 。
倍壓整流電路工作原理
倍壓整流是利用二極管的整流和導引作用,將電壓分別貯存到各自的電容上,然后把它們按極性相加的原理串接起來,輸出高于輸入電壓的高壓來。如圖《二倍壓整流電路》所示:
R1、R2為限流電阻,RL為負載的折算值。首先在第一半周E2經(jīng)V1對C1充電至E2的峰值E2m,第二半周C1上的電壓和電源電壓相加經(jīng)V2對C2充電至2E2m。當然開始幾個周期電容上的電壓并不能真正充到這樣高,但經(jīng)過幾個周期以后,C2上的電壓漸漸能穩(wěn)定在2E2m左右,這就是2倍壓整流的原理 。
電路由變壓器B、兩個整流 二極管D1、D2及兩個電容器C1、C2組成。其工作原理如下:二倍壓整流電路e2正半周(上正下負)時,二極管D1導通,D2截止,電流經(jīng)過D1對C1充電,將電容C1上的電壓充到接近e2的峰值√2E2 ,并基本保持不變。e2為負半周(上負下正)時,二極管D2導通,D1截止。此時,C1上的電壓Uc1=√2E2與電源電壓e2串聯(lián)相加,電流經(jīng)D2對電容C2充電,充電電壓Uc2=e2峰值 1.4E2≈ 2√2E2。如此反復充電,C2上的電壓就基本上是2√2E2 了。它的值是變壓器電級電壓的二倍,所以叫做二倍壓整流電路。
在實際電路中,負載上的電壓Usc=2X1.4E2 。整流二極管D1和D2所承受的最高反向電壓均為Usc 。電容器上的直流電壓Uc1=E2 ,Uc2=2E2 。可以據(jù)此設計電路和選擇元件 。
使用運放構成的精密整流電路。在半波精密整流電路中,當uI>0時,uO=-KuI(K>0),當uI<0時,uO=0。若利用反相求和電路將-KuI與uI負半周波形相加,就可實現(xiàn)全波整流。...
C2為濾波電容,利用電容的充放電作用,使通過整流的脈動波形直流變成波形更加平直的直流;R2為C2的放電電阻,一般大于1兆歐,用于泄放電源關閉時C2所充有的電壓使其電勢為零,檢修時人體觸極才安全(因為是...
全波整流電路和橋式整流電路的特點與區(qū)別:交流輸入比較:全波要求是對稱的雙交流輸入,橋式只用一組交流。所以全波的交流電源比橋式復雜。由此引起成本(變壓器次級利用率)、線路等的不同。二極管反向電壓比較:因...
在二倍壓整流電路的基礎上,再加一個整流二極管D3和-個濾波電容器C3,就可以組成三倍壓整流電路,三倍壓整流電路的工作原理是:在e2的第一個半周和第二個半周與二倍壓整流電路相同,即C1上的電壓被充電到接近√2E2 ,C2上的電壓被充電到接近2√2E2 。當?shù)谌齻€半周時,D1、D3導通,D2截止,電流除經(jīng)D1給C1充電外,又經(jīng)D3給C3充電, C3上的充電電壓Uc3=e2峰值 Uc2一Uc1≈2√2E2 這樣,在RFZ,上就可以輸出直流電壓Usc=Uc1i Uc3≈3√2E2,實現(xiàn)三倍壓整流。三倍壓整流電路在實際電路中,負載上的電壓Ufz≈3x1.4E2整流二極管D3所承妥的最高反向電壓也是 電容器上的直流電壓為3√2 E2。
照這樣辦法,增加多個二極管和相同數(shù)量的電容器,既可以組成多倍壓整流電路。當n為奇數(shù)時,輸出電壓從上端取出:當n為偶數(shù)時,輸出電壓從下端取出。
必須說明,倍壓整流電路只能在負載較輕(即Rfz較大。輸出電流較?。┑那闆r下工作,否則輸出電壓會降低。倍壓越高的整流電路,這種因負載電流增大影響輸出電壓下降的情況越明顯。
用于倍壓整流電路的二極管,其最高反向電壓應大于 。可用高壓硅整流堆,其系列型號為2DL。如2DL2/0.2,表示最高反向電壓為2千伏,整流電流平均值為200毫安。倍壓整流電路使用的電容器容量比較小,不用電解電容器。電容器的耐壓值要大于1.5x ,在使用上才安全可靠 。
以示波器為例,示波器的高頻高壓及顯示電路是儀器的關鍵部分。只有示波器內各電極工作電壓滿足額定條件才能形成比較理想的電子束掃描出所要觀察的信號波形。高壓值的準確與穩(wěn)定,直接影響X、Y放大器的靈敏度。高壓電路常見的故障表現(xiàn)為:無光點、無高壓振蕩、聚焦不良光點關不掉、亮度暗、圖形失真、調節(jié)亮度電位器時屏幕顯示波形幅度隨亮度而變化等。導致這些故障的原因較多,現(xiàn)僅對高壓電路故障進行分析、排除。??
(1)檢測方法。示波器顯示電路高壓(1kV以上)的檢測方法有兩種:用帶高壓棒的直流電壓量程大于一萬以上的萬用表直接進行測量;憑經(jīng)驗觀察估計,方法是:先斷開電源,從示波管高壓嘴上取下高壓帽、手持高壓線(盡量離高壓帽遠點),然后接通電源,慢慢移動高壓線使高壓帽向高壓嘴處靠近,大約距離高壓嘴一厘米左右的間隔時,開始拉弧放電,若發(fā)出“啪、啪、啪”的響聲,說明高壓基本正常。??
(2)故障現(xiàn)象及修理。(現(xiàn)象:光點閃動)。此故障一般是高壓打火現(xiàn)象造成的。首先從外觀檢查高壓嘴處,發(fā)現(xiàn)高壓帽老化,并局部破裂,換新后故障依舊存在??拷鼨C身細心聽,能聽到高壓放電的打火聲,根據(jù)打火聲的厲害程度,初步判定打火聲是從高壓套筒里傳出來的。折下高壓套筒取出倍壓整流電路板,在斷電的情況下,用萬用表R×10kΩ檔測量電路板上的六只硅堆(2DL5/0.2)均正常。然后接通電源,用萬用表量程為2?500V的直流電壓檔分別測量六只耐高壓電容(6?800P/3kV),結果發(fā)現(xiàn)電容C3-16兩端實測電壓指示值隨打火聲的出現(xiàn)而擺動。從外觀看又發(fā)現(xiàn)此電容的絕緣外殼因高壓打火而脫落一小塊。換此電容后,高壓不打火、熒光屏光點很穩(wěn)定。??
只有低電壓的交流電源和耐壓低的整流元件,而需要高于整流輸入電壓若干倍的直流電壓時,可以采用倍壓整流電路,但它的負載能力較差,只適用于直流高壓小電流的中功率整流。整流電路選定,一定要注意流過二極管的平均電流ID和負載電流的關系,二極管承受的反向峰值電壓和變壓器次級電壓的關系及電容器的耐壓值 。2100433B
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第 2章 整流電路 主要內容:單相可控整流電路的工作原理、波形分析及計算,續(xù)流二極管的作用及有 關波形分析。三相半波整流電路的波形分析及計算。三相全控橋的工作原理、波形分析及 計算。整流變壓器原、附邊繞組電流有效值及容量計算。帶平衡電抗器的雙反星性大功率 整流電路工作原理及波形分析。變壓器漏抗對整流電路的影響。電路中諧波的產(chǎn)生、組成 及抑制方法。整流電路的諧波和功率因數(shù)。整流電路的有源逆變工作原理及實施逆變的條 件,逆變顛覆及防止措施。觸發(fā)脈沖與主回路電壓的同步,移相工作原理。 重點:單相可控整流電路的工作原理、波形分析及計算。三相半波整流電路的波形分 析及計算。三相全控橋的工作原理、波形分析及計算。變壓器漏抗對整流電路的影響。電 路中諧波的產(chǎn)生、組成及抑制方法。整流電路的諧波和功率因數(shù)。整流電路的有源逆變工 作原理及實施逆變的條件,逆變顛覆及防止措施。觸發(fā)脈沖與主回路電壓的同步,移相工
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摘 要隨著電力系統(tǒng)的日益發(fā)展,在高度現(xiàn)代化的今天,幾乎在每一個領域都能直 接地或間接地看到工業(yè)用的整流直流電源的巨大用途,整流變壓器主要用在電化學工 業(yè)。 因不同的整流電路需要不同的整流變壓器設計,雙反星帶平衡電抗器整流電路和橋 式整流電路相比,在同樣負載直流電流下因其臂電流平均值是橋式整流電路的一半,且 管壓降也是后者的一半,因而被廣泛用在低電壓大電流系統(tǒng)中。但由于增加了平衡電抗 器也增加了變壓器復雜性和很多隱患,取消平衡電抗器三相五柱式整流變壓器恰恰克服 了平衡電抗器的缺點。 本論文研究的是就實際問題對比系統(tǒng)是采用橋式整流電路還是雙反星整流電路應進 行分析,平衡電抗器帶來的隱患、缺點。以及取消平衡電抗器采用三相五柱式整流變壓 器設計的優(yōu)點、理論基礎,設計變壓器計算單進行器件的選擇 ,并繪制整體布置圖。 作為一個實際的工程設計課題 ,論文所論述的大部分思想已經(jīng)在實驗室的實驗中獲 得成功,
在二倍壓整流電路的基礎上,再加一個整流二極管D3和-個濾波電容器C3,就可以組成三倍壓整流電路,三倍壓整流電路的工作原理是:在e2的第一個半周和第二個半周與二倍壓整流電路相同,即C1上的電壓被充電到接近√2E2 ,C2上的電壓被充電到接近2√2E2 。當?shù)谌齻€半周時,D1、D3導通,D2截止,電流除經(jīng)D1給C1充電外,又經(jīng)D3給C3充電, C3上的充電電壓Uc3=e2峰值 Uc2一Uc1≈2√2E2 這樣,在RFZ,上就可以輸出直流電壓Usc=Uc1i Uc3≈3√2E2,實現(xiàn)三倍壓整流。在實際電路中,負載上的電壓Ufz≈3x1.4E2整流二極管D3所承受的最高反向電壓也是 電容器上的直流電壓為3√2 E2。
照這樣辦法,增加多個二極管和相同數(shù)量的電容器,既可以組成多倍壓整流電路,見圖3倍壓整流電路。當n為奇數(shù)時,輸出電壓從上端取出:當n為偶數(shù)時,輸出電壓從下端取出。
必須說明,倍壓整流電路只能在負載較輕(即Rfz較大。輸出電流較小)的情況下工作,否則輸出電壓會降低。倍壓越高的整流電路,這種因負載電流增大影響輸出電壓下降的情況越明顯。
用于倍壓整流電路的二極管,其最高反向電壓應大于 。可用高壓硅整流堆,其系列型號為2DL。如2DL2/0.2,表示最高反向電壓為2千伏,整流電流平均值為200毫安。倍壓整流電路使用的電容器容量比較小,不用電解電容器。電容器的耐壓值要大于1.5x ,在使用上才安全可靠。
倍壓整流是利用二極管的整流和導引作用,將電壓分別貯存到各自的電容上,然后把它們按極性相加的原理串接起來,輸出高于輸入電壓的高壓來。圖2是一個2倍壓整流電路。
右圖1中R1、R2為限流電阻,RL為負載的折算值。首先在第一半周E2經(jīng)V1對C1充電至E2的峰值E2m,第二半周C1上的電壓和電源電壓相加經(jīng)V2對C2充電至2E2m。當然開始幾個周期電容上的電壓并不能真正充到這樣高,但經(jīng)過幾個周期以后,C2上的電壓漸漸能穩(wěn)定在2E2m左右,這就是2倍壓整流的原理。
倍壓整流方法是通過某種整流裝置使輸出直流電壓達到交流輸入電壓有效值(或峰值)兩倍或更多倍的方法。這種電路特別適用于高電壓低電流的供電。適當?shù)碾娐吩O計可實現(xiàn)整流后的直流電壓為輸入交流電壓的三倍、四倍以至幾十倍的目的。
例如一全波兩倍壓整流電路,在交流輸入的半周中,二級管D1導通在電容C1兩端產(chǎn)生電壓V1;另一半周,D2導通在電容C2兩端產(chǎn)生電壓V2。當負載電流甚小時,V1,V2都接近交流輸入電壓的峰值。所以總直流輸出電壓可接近交流輸入峰值電壓的兩倍。 2100433B