20KHz 电源参考设计方案
为精密模拟电路设计超低噪声正负电源.
为精密模拟电路设计超低噪声正负电源.为精密模拟电路设计超低噪声正负电源当今的一些高精密模拟系统需要低噪声正负电压轨来为精密模拟电路供电,这些电路包括模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)、双极放大器等等。
如何产生清洁、稳定的正负电压轨为噪声敏感型模拟组件供电是摆在我们面前的一个设计挑战。
通常的解决方案是使用一个产生正轨的正降压或者升压开关电源,然后使用线性稳压器进行后期稳压,以减少开关电源形成的电压纹波。
使用一个反向开关电源产生负轨。
由于高压负低压降稳压器(LDO) 的产品系列较少,因此我们一般使用一个离散式 LC 滤波器来减弱开关噪声。
尽管这种方法有效,但它要求设计人员花费时间来计算 LC 滤波器的精度和长期稳定性。
例如,图1 所示参考设计便使用了TPS54x60,其显示了一种更为简单的清洁电压轨生成方法。
利用这种电路,通过一个开关转换器来构建正负电压轨。
使用两个高电源抑制比 (PSRR)/低噪声 LDO 进行后期稳压,以消除开关噪声。
LDO 的噪声性能去除了对于LC 输出滤波器的需求。
要创建这种参考设计,需使用一个降-升压结构的 +60V 开关转换器来产生一个平衡的+/-输出电压。
利用低噪声、高 PSRR LDO(例如:TPS7A30 和TPS7A49 等),对开关的正负电压输出进行后期稳压。
图 2 中,–18V 轨的开关稳压器电压纹波为约 40mV,而 +18V 轨则为 20mV。
通过使用 LDO 对 300 kHz 开关稳压器的输出进行后期稳压,电压纹波得到极大减弱。
这里,我们使用60V 开关转换器,因为接地引脚参考至–18V 轨,并且最大 VIN为 30V。
在这种配置中,开关转换器必须承受的最大电压为48V。
请为其宽输入电压、低输出噪声和高 PSRR 选择 LDO。
图 1 参考示意图图 2 表明 LDO PSRR 性能的示波器屏幕截图。
在今天的医疗、测试测量以及工业控制市场上,随着数据转换器分辨率的提高,或者说随着信号满量程范围的减小,对于更高噪声性能的需求变得越来越重要。
山特3C20K方案书
一、山特公司简介1、公司简介山特电子(深圳)有限公司是专业从事不间断电源(UPS)开发、生产及经营的国际性厂商。
在中国的北京、上海、深圳、沈阳、成都、武汉、西安已设立7家分公司,生产基地设在广东深圳,产品范围从后备500VA到在线640kVA大功率并机系列,能满足不同行业用户的需求。
永不妥协的品质是山特成为市场领导者的基础。
作为最早进入中国市场的知名UPS厂商,山特公司已通过ISO9000国际质量标准认证和ISO14000环境管理体系认证,产品通过泰尔认证、国家广电总局入网认证等多项行业认证。
不断创新的技术是山特追求的目标。
设立于深圳的电源研发中心,有世界一流的研发条件,拥有500多位研发人员,其中80%具有本科以上的学历,10%具有高级技术职称。
强大的研发能力,保证了山特产品的先进性和创新性,并能不断推出更具市场竞争力的机种,满足用户对UPS高可靠性和高智能化的需求。
目前,世界上最高功率密度的UPS产品由山特公司制造。
山特还是率先将IGBT功率元件及高频PWM技术引入UPS行业的厂商。
这些技术的应用,从根本上提升了UPS的性能和稳定度。
规范高效的服务是山特的核心竞争力。
山特一直把建立规范化的服务体系,为客户提供及时、高效的技术支持保障作为重点,在深圳设立了客户服务中心,全国分布有33个直属服务站、84家服务网点。
200多名通过专业培训的技术工程师,正时刻准备响应客户的需求。
特约经销是山特在中国的主要销售模式,全国现已有近百家特约经销商。
强强联手,是共同发展的根本。
山特公司进入中国二十多年,凭借雄厚的技术研发实力,可靠的产品品质,完备、快捷、高效的售后服务体系,得到了国内各行业用户的一致肯定,产品已广泛应用于政府、金融、电信、电力、交通、科研院所、制造业及军队等行业,数以千万的用户正在依靠山特UPS 为其设备提供安全、可靠的电源环境。
2、公司理念■公司定位专业从事开发、生产与经营最可靠的、安全易管理的不间断电源(UPS)产品;我们的成功源自于不懈地提升产品品质,并以优质、高效的服务帮助客户构建安全的电力基础,提高客户生产力;■使命永不妥协的品质---- 始终致力于制造最安全、最可靠的UPS;不断创新的技术---- 创造世界最优秀、最具创新性的产品;规范高效的服务---- 提供最专业、最高效的服务,力求客户满意;■核心价值观诚信服务品质专业创新3、发展历程2007年“山特”品牌被认定为“中国驰名商标”;蝉联“广东省名牌”2006年成立上海电力电子研究所,从事UPS专业前瞻性研究2005年通过ISO14001-2004环境管理体系认证,中国电源学会交2004年山特UPS被授予“广东省名牌产品”2002年通过ISO9001:2000国际质量体系认证,推出模块化概念UPS(ARRAY系列)2001年开发生产3相大功率UPS(3C3系列)1999年山特UPS荣获“国家重点新产品奖”通过ISO9002国际质量体系认证1998年山特UPS荣获“深圳市科技进步奖”全面启动“服务直通车”——产品三年保修,全国联保、定期巡检客户提出要求,市内24小时、市外48小时的及时响应制度1997年陆续成立北京、上海、广州、成都、武汉、沈阳、西安7大分公司及21个直属服务站1992年与台湾飞瑞股份有限公司合并,山特电子(深圳)有限公司成立1990年产品通过香港销往东南亚地区1988年开发生产在线式不间断电源1987年将UPS电源制造技术引进到中国,研发生产后备式在线式不间断电源1984年山特集团(SANTAK CORP)成立4、荣誉证书城堡系列2005年中小企业推荐优秀产品奖ARRAY系列2005年中国优秀UPS产品奖IT渠道中小功率销量冠军中国电源行业诚信企业深圳市科技进步二等奖国家重点新产品二、山特3C20KS技术特点山特城堡系列C6K(S)~3C20KS并联冗余采用双转换纯在线式的架构,是最能有效解决所有电源问题的最佳架构设计。
20KV电制市电项目的油机配置方案
20KV电制市电项目的油机配置方案在中国大陆的很多地区,采用的是20KV电制市电。
如果在这些地区建设数据中心,我们将如何设计备用电源中的柴油发电机组技术方案呢?目前我们已经处理过多个类似项目。
在现有的柴油发电机组市场上没有通用的任何功率类型的20KV 50HZ柴油发电机组,只有向发电机组厂商通过定制方式才有可能获得,但通过定制获得的柴油发电机组由于零部件的缺乏将会给以后的维修和保养造成极大的困难,因此站在项目运营团队的角度,我们必须为项目选择通用的柴油发电机组。
在现有的柴油发电机组市场上主要存在着400V和10KV两种电压和不同功率的柴油发电机组。
根据柴油发电机组两种不同电压,以6台备用2000KW项目需求为例,我们将介绍以下三种为20KV电制市电配置的柴油发电机组技术方案:1方案一:6台400V低压柴油发电机组高压侧并机方案方案说明:1、由于受困于并机母排电流6300A限制,6台低压发电机组并机运行必须在高压侧才能实现。
因为6台2000KW 400V发电机组并机电流将达到2万多安,无法设计并机母排。
2、我国现有的并机技术相当成熟,无论是在低压并机和高压并机控制方面,都出现了优良的解决方案。
据此在本方案中我们选择了6台400V低压油机通过6台变压器将每台油机电压升到20KV,在20KV侧实行并机控制,达到6台低压发电机组并机运行目的。
并机后与市电在20KV 侧切换,为项目提供备用电源。
3、馈电系统沿用市电运行时的馈电系统,在备用电源系统中不加更改。
4、本方案的优势:a、通过并机功能将整个项目备用电源(6台柴油发电机组)集中在一起成为备用电站,方便设备维护和管理。
b、将备用电源升至高压后传输节约了电传输过程中的成本(电缆及电损失)。
C、馈电系统方面沿用市电系统设计,特别适用于改造系统。
5、本方案的缺点是:a、为了提高系统可靠性,发电机组数量需增加(如采用N+1或N+2系统),增加了系统初次投资。
b、在整个系统中每台油机均需配置低压电柜,变压器和高压电柜,多出了数量不小的低压或高压电柜,初次投资设备成本高,同时也增大了设备的占地面积。
高保真音频功率放大器设计资料
电子技术课程设计
方案二: LM386是一种音频集成功放,具有自身功耗低、 电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波 失真小等优点,广泛应用于录音机和收音机之中。LM386电 源电压4--12V,音频功率0.5w。LM386音响功放是由NSC制 造的,它的电源电压范围非常宽,最高可使用到15V,消耗 静态电流为4mA,当电源电压为12V时,在8欧姆的负载情况 下,可提供几百mW的功率。它的典型输入阻抗为50K。
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电子技术课程设计
六、参考文献
[1] 付家才.电子实验与实践.北京:高等教育出版社, 2005.9 [2] 廖芳.电子产品生产工艺与管理.电子工业出版社2003.9 [3] 周泽义.电子技术实验.武汉:武汉理工大学出版社, 2001.5 [4] 谢自美.电子线路设计· 实验· 测试.第三版.武汉:华中科 技大学出版社,2006.8
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Chapter 4:
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电子技术课程设计
四、功率放大电路设计
功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL(扬声器)提供一定的输 出功率。当负载一定时,希望输出的功率尽可能大,输出信号的 非线性失真尽可能地小,功率尽可能的高。
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电子技术课程设计 五、调试与测量
(1)通电观察。接通电源后,先不要急于测试,首先观察功放电 路是否有冒烟、发烫等现象。若有,应立即切断电源,重新检查电 路,排除故障。 (2)静态工作点的调试。将功率放大器的输入信号接地,测量输 出端对地的点位应为0V左右,电源提供的静电电流一般为几十mA 左右。若不符合要求,应仔细检查外围元件记接线是否有误;若无 误,可考虑更换集成功放器件。 (3)动态测试。在功率放大器的输出端接额定负载电阻RL条件 下,功率放大器输入端加入频率等于1KHz的正弦波信号,调节输入 信号大小,观察输出信号的波形观察输出信号的波形。若输出波形 变粗或带有毛刺,则说明电路发生自激振荡,应尝试改变外接电路 的分布参数,直至自激振荡消除。然后逐渐增大输入电压,观察测 量输出电压的失真及幅值,计算输出最大不失真功率。改变输入信 号的频率,测量功率放大器在额定输出功率下的频带宽度是否满足 设计要求。
20KHz 电源参考设计方案 - 三峡大学
20KHz 电源参考设计方案(设计、制作由电子设计与创新实验室完成)三峡大学第三届大学生电子设计竞赛要求设计、制作电磁感应智能电动车。
根据比赛技术要求,参赛选手设计的智能车能够检测到道路中心线下电线中20KHz交表电流产生的磁场来导引小车沿着道路行驶。
在平时调试和比赛过程中需要能够满足比赛技术要求的20KHz 的交流电源驱动赛道中心线下的线圈。
本文给出了电源设计参考方案,参赛选手可以到实验室来使用有交变电流引导线的赛道进行训练、调试和比赛。
一、电源技术指标要求:20KHz 电源技术要求如下:1、赛道中心线下铺设0.1-0.3mm 直径的漆包线;2、频率范围:20K±2K;3、电流范围:50-150mA;我们按照普通的练习赛道总长度50,使用直径为0.2mm 漆包线。
在30 摄氏度下,铜线的电阻率大约为0.0185 欧姆平方毫米/米。
计算可以得到中心线的电阻大约为29.4 欧姆。
按照导线电感量计算公式:其中l, d 的单位均为cm。
可以计算出直径为0.2mm,长度50 米的铜线电感量为131 微亨。
对应20KHz 下,感抗约为16.5 欧姆。
可以看出,线圈的电感量小于其电阻值。
由于导线的电感量与铺设的形状有关系,上述计算所得到的电感量不是准确数值。
另外,我们可以在输出时串接电容来抵消电感的感抗。
所以估算电源电压输出范围的时候,我们不再特别考虑线圈的电感对于电流的影响。
为了方便设计,我们设计电源输出电压波形为对称方波。
由于线圈电感的影响,线圈中的电流为上升、下降沿缓变的方波波形。
如下图1所示图1 线圈驱动电压与电流示意图对于电阻为29.4 欧姆的赛道导线,流过100mA 的电流,电压峰值应该大于3V。
考虑到赛道长度有可能进一步增加、漆包线的直径减少等原因,设计电源输出电压的峰值为6V。
在输出电流为150mA 的时候,电源输出功率大约为0.9W。
二、电源组成电源电路包括振荡电路、功率输出电路、恒流控制电路以及电源等组成。
20khz 滤波电容
20khz 滤波电容【实用版】目录1.20kHz 滤波电容的选择原则2.滤波电容的截止频率与电容值的关系3.如何确定电感电容值4.电阻在滤波电路中的作用5.滤波电容的特殊选择正文一、20kHz 滤波电容的选择原则在设计一个滤波电路时,我们通常需要选择合适的电容来滤除特定频率范围内的干扰信号。
对于要滤除 20kHz 以上的干扰信号的电路,我们应该如何选择滤波电容呢?首先,我们需要了解滤波电容的截止频率与电容值之间的关系。
根据不同截止频率,我们可以选择不同电容值的滤波电容。
例如,对于低于100Hz 的截止频率,我们可以选择 100.1uF 的滤波电容;对于 100Hz 至1kHz 的截止频率,我们可以选择 0.10.01uF 的滤波电容;对于 1kHz 至10kHz 的截止频率,我们可以选择 0.01uF 或 0.001uF 的滤波电容;对于 10kHz 至 100kHz 的截止频率,我们可以选择 1000100pF 的滤波电容。
二、如何确定电感电容值在确定电感电容值时,我们需要考虑电感的寄生电容和电容的寄生电感。
理想情况下,电感和电容的值越大,滤波效果越好。
然而,实际上我们需要选择寄生电容和寄生电感尽可能小的电感和电容,以实现更好的滤波效果。
因此,在选择电感和电容时,我们需要根据经验和测量结果进行匹配。
三、电阻在滤波电路中的作用在滤波电路中,电阻的作用是衰减噪声能量,防止电感和电容形成振荡。
通过引入适当的电阻值,我们可以提高滤波电路的稳定性和性能。
四、滤波电容的特殊选择在某些特殊的滤波电路中,我们需要选择特定的滤波电容值。
这些电容值的选择取决于电路的具体需求和设计参数。
在选择滤波电容时,我们可以参考上述原则,并根据实际需求进行调整。
总之,在选择 20kHz 滤波电容时,我们需要根据滤波电路的截止频率、电感和电阻的要求,选择合适的电容值。
同时,我们还需要考虑电容的寄生电容和寄生电感,以及电阻在滤波电路中的作用。
电磁组智能车恒磁式20KHZ信号源设计导图
电磁组智能车恒磁式20KHZ信号源设计导图现在我们借助电磁组用的20KHZ的信号发生器看看能学到些什么。
信号发生器分三个部分组成,20K信号发生器、功率输出部分(功率输出可以采用多种方式,我们在这里只讨论用分立元件组成的H桥)、恒流源部分。
20K信号的发生有多种方式,可以使用单片机也可以使用555还可以使用其他的振荡电路(教材上有详细的介绍)。
下面我们主要讨论一下H桥和恒流控制。
这是一个H桥功率输出+恒流电路,现在我们把它拆分成两部分来看。
首先是H桥的主体如下图所示。
这是上臂由PNP三极管和下臂由NPN三极管构成的H桥。
其原理是在三极管工作在关闭和饱和两种状态的基础下,当控制Q1和Q4导通并且另外两只三极管截至的情况下电流会从负载(RL)的左侧流向右侧(红线方向);同理当Q2和Q3导通Q1和Q4截至的时候电流会从负载的右侧流向左侧(绿线方向)。
让NPN三极管工作在饱和的状态(当开关使)只要使其基极电流足够大就可以了(不可太大会烧坏管子的),当Vbe大于导通电压时集电极和发射极导通。
一般NPN三极管当开关使的电路如下图所示。
与NPN三极管不同的是PNP三极管的Vbe为负压时(电流从发射极流向基极)发射极和集电极导通。
一般PNP三极管当开关使的电路如下图所示。
通过观察这两个开关电路可以发现NPN三极管开关电路的负载比三极管更靠近电源正极,而PNP三极管开关电路的负载比三极管更靠近地。
为什么要这么做呢,如果放反了会怎么样呢,以NPN三极管为例。
我们都知道NPN三极管正常工作时发射极电位是小于基极电位的,所以上图电路中的三极管是工作在放大状态下的。
这个电路的好处在于基极电流很小(输入阻抗很大),基极电流近似等于(基极电压-导通电压)/负载电阻/β。
在共集放大电路(在学习共集放大电路的时候不妨也顺便看看共基放大电路)和推挽电路中会看到它的身影。
这个电路稍微改造一下就变成了一个最简单的(之一吧)恒流源。
流过负载电阻RL的电流近似恒定为(Vref-导通电压)/Rfb。
20kHz电源使用说明
20kHz 电源使用说明
注意事项:接线时请注意正负极
1、电流测试方法: 把万用表调到200mA 电流档(注意万用表使用方法),直接串入跑道中就好。
上图中左侧蓝色电位器用来调节电流(逆时针转电流变大,顺时针转电流变小)。
2、频率调节方法:
上图中右侧两个蓝色电位器可以用来调节频率,占空比可调(发货前已经调到20kHz ,如果测试传感器时需要,可以做部分调整)。
测量输出频率时,将示波器接到上图左侧上面绿色输出口即可。
注意:测输出频率波形时,需要串入阻值10k 以上电阻;接入跑道时不需要接电阻,两个输出口直接连跑道即可(若想看电流,可串入一个万用表)。
电源正极 信号输出 电流调节
电源负极
频率调节 加散热片
使用前,请先预热10几分钟。
(原因:C2233三极管有温飘,由于跑道的电阻值很小,压降也很小,三极管必然会发热,Vce会随着温度的变化而变化,放大倍数略有变化,Ic会随着温度的升高而变大,当温度升到一定程度时,趋于稳定,Ic也就会稳定)建议使用时加上散热片。
还有,最重要的是使用的12V电源功率要够,建议使用学校提供的直流稳压电源(大箱子的那种)。
切忌:不要使用开关电源,他的结构导致他本身会对电磁信号产生干扰,这样就不可能测到漂亮的波形。
最后祝您使用顺利,比赛取得好成绩!
还有疑问,请联系!
O(∩_∩)O~。
20K UPS电源技术要求
20K UPS电源技术要求:
1 、20K UPS系统参数
工频在线式双变化UPS电源
延时不低于5小时;配备免维护胶体电池;电压:三相五线380V -25%~+25% 频率:50Hz±10%;标称电池电压:360VDC;工作方式:智能工频双变换纯在线式;直流供电系统:蓄电池品牌与UPS同品牌原装电池。
蓄电池型式:免维护胶体蓄电池;UPS装置应具有如下的过负荷能力:负荷倍数允许运行时间100% 长期125% 10 min 150% 1 min;手动旁路切换开关为电子互锁式、先合后断设计,当需要维修时将逆变器切换至静态旁路;所有整流器、变压器等应为干式; 控制的噪音:<60dB ;仪表及控制:采用全数字控制,能提供大屏幕触摸屏LCD中英文显示和网络集中监控管理方案和软件系统,显示内容包括;具有语音真人说话报警功能并存储事故报警信息功能,可调出事件记录显示,中英文可选菜单彩屏触摸屏操作界面;智能化的电池管理:智能电池充电:根据用户的电池配置容量可从操作面板上设置电池的充电电流参数,并会根据供电环境对电池进行均充浮充转换、温度补偿充电,可设置定期自动充放电管理。
延长电池的使用寿命,减少管理员的负担;冗余功能:串联热备份或并联
2\产品具有节电运行工作选择:
同一台UPS具有三种工作模式设置选择(UPS常规在线模式、ECO经济运行模式、EPS工作模式。
)ECO经济运行模式比常规在线模式工作节省电费5%,并且要求转换时间<2毫秒。
3.智能通讯:
同时具有RS232和RS485通讯端口真正实现多用途通讯和远程监视。
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2M。
科华公司20KVA工频UPS电源UPS方案书
目录一、市场业绩 (2)二、KELONG牌UPS产品的优势 (11)三、KELONG牌UPS的服务优势 (17)四、KELONG牌FR-UK系列三进单出UPS产品介绍(20KVA) (18)五、产品详细的配电方案 (21)六、科华公司部分资质获奖证书 (25)一、市场业绩作为UPS行业具有21年历史的专业制造厂商,科华公司KELONG牌UPS产品以其技术先进、性能可靠、服务优质高效享誉各大行业,根据CCID调查报告,科华公司的品牌综合实力名列国内UPS品牌首位,在品牌知名度、美誉度和忠诚度,公共关系维护、市场活动密度、技术研发和成本控制等方面具有明显的优势。
年销售额连续12年位居国内品牌第一位,连续5年保持30%以上的增长率,并且大功率销售连年稳步攀升。
科华公司自90年代初就开始进行中大功率产品的研发,在90年代中期就有产品在市场上应用,2001年科华公司自主研发生产的KELONG牌FR-UK系列中大功率UPS产品(20-100KVA)列为国家级重点火炬计划项目(项目编号:2001EB000671),且在中大功率UPS并联产品上,我们自主开发的并联技术即“无主从自适应UPS并联系统”已获得国家专利,2003年20-100KVA 中大功率并联型不间断电源获得福建省科技进步二等奖,并于2004年获“国家重点新产品”证书,科华公司中大功率UPS产品凭着先进的技术、稳定的性能及高可靠性、高适应性、高可用性、可扩展性、可维护性,已广泛应用于金融、通讯、保险、交通、税务、证券、能源、教育等重要行业和企事业单位。
淮安部分客户:淮安市财政局,淮安市公安局,淮安市人民检察院,淮安市人民法院,淮安市淮阴区人民医院,淮安市涟水县人民医院等(一)、科华公司近2年50KVA以上部分用户名单(二)、科华公司部分大功率产品的成功案例介绍及应用场景图:1、河北财政厅选用了FR-UK系列10KVA到40KVA的UPS系统,为覆盖全省11个地市和近200个县城的信息网络系统提供源源不断的电力保护。
APCUPS电源surt20kuxich参数
APCUPS电源Smart-SURT20KUXICH输出输出功率容量16k 瓦数/ 20k VA最大可配置功率 16k 瓦数/ 20k VA额定输出电压 230V满负载效率 94%输出电压失真低于5%输出频率(与主频率同步) 50/60 Hz +/- 3 Hz 用户可调+/- 0.1波峰因数 3 : 1波形类型正弦波输出连接(1) Hard Wire 3-wire (H N + G)(1)Hard Wire 5-wire (3PH + N + G)输出电压可调范围可设置为220、230或240 输出电压旁路内置静态旁路,内部旁路(自动会人工)外置分路器,可选半负载效率94%APCUPS电源Smart-SURT20KUXICH输入额定输入电压230V输入频率40-70 Hz (自动适应)输入端子类型 Hard Wire 3 wire (1PH+N+G)Hard Wire 5-wire (3PH + N + G)工作电压范围160 - 280V其他输入电压220,240最大输入电流111A输入断路器容量 125A输入总谐波失真 Less than 5% for full loadAPCUPS电源 Smart-SURT20KUXICH的性能与优势模块化设计通过自我诊断,现场可替换模块而提供快速可用性,减少维护需求可配置为 N+1 内部冗余允许配置一个或比支持连接负载所必需的更多的电源模块,这样的冗余提供了高可用性冗余智能模块给予关键 UPS 功能冗余通讯路径,向 UPS 连接负载提供更高的可用性热插拔智能模块在更换智能模块期间,确保干净、不间断电源以保护设备热插拔电源模块在更换电源模块期间,确保干净、不间断电源以保护设备电源模块并行连接可从隔离模块故障中立即、无缝地恢复,增强可用性并联电池模块通过冗余电池提供更高的可用性自动内部旁路在 UPS 超载情况下或故障时向连接负载提供市电供电此文章转载于apcups电源官网。
20kHz高压开关电源的设计
20kH z高压开关电源的设计Design of20kH z High V oltage S witching C onverter(250002)山东电力研究院 封晓蕾(256610)滨州电业局 刘前卫(100044)北方交通大学 姜学东摘 要 主要研究一种20kH z高精度、高压(20kV)、大功率开关电源的设计原理,分析了斩波调压电路、全桥逆变升压电路的驱动控制与保护并介绍了升压变压器的设计。
该电源具有双级调压、精度高、稳定性好、动态适应性强等优点,是一种理想的大功率电压源。
关键词 智能功率模块 脉宽调制集成控制中图分类号:T M8 文献标识码:B 文章编号:1007-9904(2002)03-0062-031 引言高频、大功率、高可靠性开关电源是当今电源变换技术发展的重要方向之一。
智能型电力电子器件、抗干扰技术和新的控制理论的应用使其在高频、高效、高可靠性方面更具竞争力。
应用含有IG BT驱动、保护的智能功率模块(Intelligent P ower M odule)和脉宽调制(PW M)稳压、限流双闭环集成控制技术设计的20kH z高压开关电源,能达到较为理想的技术指标,如:15kW的功率,优于0.1%的稳定度,对电网干扰不大于0.1%,适宜环境温度-40℃-+65℃等,并兼有缺相、过流、过压、短路等保护功能,因此是功率电源的理想解决方案。
本文主要介绍该电源的原理框图、核心电路(整流电路、斩波电路、全桥逆变电路、IPM驱动控制电路和PW M脉宽调制集成控制电路),双级调压的驱动控制和保护以及升压变压器的设计,并给出仿真及实验结果。
2 原理设计框图开关电源原理框图如图1所示。
200V、400H z 的三相交流电源经过滤波后,送入不可控三相桥式整流电路;降压型斩波电路的斩波开关由两个并联的IPM构成,PW M集成控制电路(20kH z)对其进行推挽式开关控制,以调节第一级输出电压幅值。
当单个斩波开关工作频率为20kH z时,推挽式输出方波频率可达40kH z;输出电压经τ型滤波电路滤波后,作为IPM全桥逆变器的支撑电压;逆变器的开关频率为20kH z,占空比接近50%,从而使输出电压的纹波最低;电源输出的20kH z高频方波脉冲经过升压变压器,送给高压负载。
20千瓦碳化硅三相PFC参考设计说明书
20kW SiC-Based Three Phase PFC Reference Design20千瓦碳化硅三相PFC参考设计Order Part Number: IVCT-REF00003目录1 简介 (2)2 硬件组成部分 (4)3 测量结果 (5)4 参数说明 (14)5 附录 (15)1 简介三相PFC是一种高效率大功率无桥功率因数校正电路。
它主要用于各种大功率电力电子设备中的第一级。
图1-1所展示的是三相PFC主电路图。
这个电路的Q1~Q6都是是高速SiC (碳化硅)MOSFET管。
这一参考设计的额定功率为20KW。
它使用本公司生产的1200V 50mΩ SiC MOSFET IV1Q12050T4, 以及专用碳化硅MOSFET驱动IC IVCR1401用于高速桥臂。
实物图如图1-2所示。
Co图1-1 三相PFC拓扑结构图1-2 三相无桥PFC实物图1.1三相无桥PFC三相无桥PFC是一种大功率AC-DC的拓扑结构。
本设计的PFC是工作在连续模式(CCM)。
SiC MOSFET工作频率在65kHZ。
由于碳化硅MOSFET有极小的输出电容和接近零的反向恢复,它是硬开关电路的理想开关器件。
与传统的IGBT应用相比,开关频率得到很大的提升,同时可以保持98%的高效率。
1.2门级驱动SiC MOSFET的门级驱动信号使用的是型号为IVCR1401的驱动芯片,是一款在8管脚封装集成负压驱动,并提供所有必需的保护和通信功能的碳化硅MOSFET栅极驱动芯片,具有更快的开关速度,新型碳化硅MOSFET专用栅极驱动芯片内部集成了负压电路,在无需外加负压电源的情况下,可以完成输出负压驱动提供更多的噪声裕量,使系统更稳定运行于各种复杂的应用环境,集成的过饱和/过流保护功能,响应时间可编程,且最快响应仅有数百纳秒,可以更及时的保护碳化硅器件在各种干扰甚至短路情况下不损坏,同时将侦测到的错误信号向控制器汇报,新型碳化硅MOSFET栅极驱动芯片还内置了5V电源给隔离器供电,简化了配合隔离器芯片的电路设计。
功率可调中频感应加热电源控制系统的设计方案
毕业设计论文课题:功率可调中频感应加热电源控制系统的设计院 <系):专业:学生姓名:学号:摘要中频感应加热以其加热效率高、速度快,可控性好及易于实现机械化、自动化等优点,已在熔炼、铸造、弯管、热锻、焊接和表面热处理等行业得到广泛的应用。
本设计根据设计任务进行了方案设计,设计了相应的硬件电路,研制了20KW 中频感应加热电源。
本设计中感应加热电源采用IGBT作为开关器件,可工作在10 Hz~10 kHz频段。
它由整流器、滤波器、和逆变器组成。
整流器采用不可控三相全桥式整流电路。
滤波器采用两个电解电容和一个电感组成Ⅱ型滤波器滤波和无源功率因数校正。
逆变器主要由PWM控制器SG3525A控制四个IGBT的开通和关断,实现DC-AC的转换。
设计中采用的芯片主要是PWM控制器SG3525A和光耦合驱动电路HCPL-316J。
设计过程中程充分利用了SG3525A的控制性能,具有宽的可调工作频率,死区时间可调,具有输入欠电压锁定功能和双路输出电流。
由于HCPL-316J具有快的开关速度<500ns),光隔离,故障状态反馈,可配置自动复位、自动关闭等功能,所以选择其作为IGBT的驱动。
对原理样机的调试结果表明,所完成的设计实现了设计任务规定的基本功能。
此外,为了满足不同器件对功率需要的要求,设计了功率可调。
这部分超出了设计任务书规定的任务。
关键词:感应加热电源;串联谐振;逆变电路;IGBT目录引言 (1)1 绪论 (2)1.1 感应加热的工作原理21.2 感应加热电源技术发展现状与趋势 (3)2 感应加热电源实现方案研究 (5)2.1 串并联谐振电路的比较 (5)2.2 串联谐振电源工作原理72.3 电路的功率调节原理 (8)2.4 本课题设计思路及主要设计内容 (8)3 感应加热电源电路的主回路设计 (9)3.1 主电路的主要设计元器件参数 (9)3.2 感应加热电源电路的主回路结构 (9)3.2.1主回路的等效模型 (10)3.2.2整流部分电路分析 (13)3.2.3逆变部分电路分析 (15)3.3 系统主回路的元器件参数设定 (16)3.3.1整流二极管和滤波电路元件选择 (16)3.3.2IGBT和续流二极管的选择 (17)3.3.3槽路电容和电感的参数设定 (18)4 控制电路的设计 (19)4.1控制芯片SG3525A (19)4.1.1内部逻辑电路结构分析204.1.2芯片管脚及其功能介绍 (21)4.2 电流互感器 (23)5 驱动电路的设计 (24)5.1 绝缘栅双极型晶体管<IGBT)对驱动电路的要求 (24)5.1.1门极电压对开关特性的影响及选择 (24)5.1.2门极串联电阻R对开关特性的影响及选择 (25)G5.2 IGBT过压的原因及抑制 (25)5.3 IGBT的过流保护 (26)5.3.1设计短路保护电路的几点要求275.4集成光电隔离驱动模块HCPL-316J (27)5.4.1器件特性 (27)5.4.2芯片管脚及其功能介绍 (28)5.4.3内部逻辑电路结构分析 (28)5.4.4器件功能分析295.4.5驱动电路的实验和注意问题306 辅助直流稳压电源316.1 三端固定稳压器 (31)6.2 本次设计用的的电源 (32)6.2.1 18伏,15伏稳压电压电源 (32)6.2.2 ±12伏,±5伏双路稳压电源 (32)6.2.3元器件选择及参数计算 (33)7 硬件调试 (34)8 结论 (35)致谢 (37)参考文献 (38)附录一整体电路原理图 (39)附录二控制电路PCB (40)引言随着功率器件的发展,感应加热电源的频率也逐步提高,经历了中频、超音频、高频几个阶段。
20khz低频电源用途
20khz低频电源用途20kHz低频电源,这听起来是不是有点神秘又高大上的东西呢?其实啊,它在咱们的生活里可有着不少超酷的用途呢。
咱先说说在工业领域的事儿。
就好比一个超级工厂是一个巨大的乐队,那20kHz低频电源就像是乐队里那个低调但不可或缺的鼓手。
很多大型设备啊,像是一些特殊的金属熔炼炉,这低频电源给它们提供着稳定又合适的电能。
这就跟咱们人吃饭似的,你得吃合适的饭菜才能有力气干活,这些设备就得靠这低频电源来“吃饱饭”,然后正常运转。
要是没有这20kHz低频电源,那些大型设备就可能像没了油的汽车,趴在那儿动弹不得。
你说,这低频电源是不是很重要呢?再讲讲在医疗方面的用途。
咱们都知道,医院里有各种各样的仪器设备,有些就和这20kHz低频电源有着紧密的联系。
比如说,某些理疗仪器就像是温柔的按摩师,而低频电源就是这个按摩师背后的能量源泉。
它能给这些仪器提供恰到好处的电力支持,让仪器发出适合的能量来帮助患者缓解疼痛、促进身体恢复。
这就好比给花草浇水,浇多了不行,浇少了也不行,这低频电源提供的电能就是那刚好适量的水,滋养着医疗设备这朵“花朵”,让它能够更好地为病人服务。
要是把医疗设备比作是战士,那低频电源就是战士背后源源不断的粮草供应,缺了可不行。
还有啊,在科研领域,20kHz低频电源也有着自己的一片天地。
那些科学家们就像是探索未知世界的探险家,他们的实验设备就像是探险工具。
而这低频电源呢,就像探险工具的动力源。
比如说一些高精度的物理实验设备,需要非常稳定且特定频率的电源供应。
这低频电源就像一把精准的钥匙,打开了实验顺利进行的大门。
如果没有它,就像探险家在沙漠里没了指南针,实验可能就会迷失方向,得不出准确的结果。
在日常生活中,虽然咱们可能感觉不到它的直接存在,但它其实也在默默地发挥着作用。
就拿一些高级的音响设备来说吧,好的音响能放出让人陶醉的音乐,这背后啊,也可能有20kHz低频电源的功劳。
它就像音乐精灵背后的魔法力量,让声音的低频部分更加饱满、深沉。
20kv及以下变电所设计计算例子
文章标题:深度解析20kV及以下变电所设计计算例子1. 引言20kV及以下变电所是电力系统中极为重要的一部分,它承担着电能输送与分配的重要功能。
在设计计算方面,需要考虑多种因素,包括电压等级、设备选型、保护措施等。
本文将从多个角度深入探讨20kV 及以下变电所设计计算的例子,以帮助读者更全面地了解该主题。
2. 电压等级的选择在20kV及以下变电所设计计算中,首先需要考虑的是电压等级的选择。
不同的电压等级对变电所的设计和计算有着不同的要求,因此需要充分考虑实际需求并结合技术标准来确定最佳的电压等级。
3. 设备选型与敷设方式变电所中的设备选型和敷设方式对整个系统的可靠性和稳定性有着重要影响。
在设计计算中,需要综合考虑设备的技术参数、生产厂家、敷设方式以及与其他设备的配合情况,以确保变电所的正常运行。
4. 保护措施与安全设计20kV及以下变电所设计计算中,保护措施是至关重要的一环。
包括对过载、短路、接地故障等各种故障情况的保护设计,以及对变电所人员和设备的安全设计,都需要在设计计算中得到充分的考虑。
5. 地线设计与接地网计算地线设计和接地网计算是变电所设计中不可忽视的部分。
合理的地线设计可以有效减小系统的接地电阻,提高接地效果,保护人员和设备的安全。
6. 智能化及信息化技术在变电所设计中的应用随着科技的发展,智能化及信息化技术在变电所设计中扮演着越来越重要的角色。
在设计计算中,需要充分考虑智能化及信息化技术的应用,以提高变电所的管理和运维水平。
7. 个人观点与总结20kV及以下变电所设计计算是一个复杂而又重要的课题,需要从多个方面进行综合考虑。
作为文章作者,我认为在设计计算过程中,需要充分结合实际需求和技术标准,注重细节,确保变电所能够安全、稳定地运行。
通过以上深入的分析和讨论,相信读者对20kV及以下变电所设计计算有了更深入的了解,同时也能够在实际工程中更加灵活地运用相关知识。
希望本文能够对读者有所帮助,激发更多的思考和讨论。
555电路应用及20khz方波发生
555内部电原理图(一)555时基电路的电路结构和逻辑功能1.电路结构及逻辑功能图1为555时基电路的电路结构和8脚双列直插式的引脚图,由图可知555电路由电阻分压器、电压比较器、基本RS触发器、放电管和输出缓冲器5个部分组成。
它的各个引脚功能如下:1脚:GND(或Vss)外接电源负端VSS或接地,一般情况下接地。
8脚:VCC(或VDD)外接电源VCC,双极型时基电路VCC的范围是4.5~16V,CMOS型时基电路VCC的范围为3~18V。
一般情况下选用5V。
3脚:OUT(或V o)输出端。
2脚:TR低触发端。
6脚:TH高触发端。
4脚:R是直接清零端。
当R端接低电平,则时基电路不工作,此时不论TR、TH处于何电平,时基电路输出为“0”,该端不用时应接高电平。
5脚:CO(或VC)为控制电压端。
若此端外接电压,则可改变内部两个比较器的基准电压,当该端不用时,应将该端串入一只0.01μF电容接地,以防引入干扰。
7脚:D放电端。
该端与放电管集电极相连,用做定时器时电容的放电。
电阻分压器由三个5kΩ的等值电阻串联而成。
电阻分压器为比较器C1、C2提供参考电压,比较器C1的参考电压为2/3Vcc,加在同相输入端,比较器C2的参考电压为1/3Vcc,加在反相输入端。
比较器由两个结构相同的集成运放C1、C2组成。
高电平触发信号加在C1的反相输入端,与同相输入端的参考电压比较后,其结果作为基本RS触发器R端的输入信号;低电平触发信号加在C2的同相输入端,与反相输入端的参考电压比较后,其结果作为基本RS触发器S 端的输入信号。
基本RS触发器的输出状态受比较器C1、C2的输出端控制。
下面将分别介绍这3类电路单稳类电路单稳工作方式,它可分为3种。
见图示。
第1种(图1)是人工启动单稳,又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元,并分别以1.1.1和1.1.2为代号。
他们的输入端的形式,也就是电路的结构特点是:“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。
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二手超声波 lcplee 20KHz电源参考设计方案
(设计、制作由电子设计与创新实验室完成)三峡大学第三届大学生电子设计竞赛要求设计、制作电磁感应智能电动车。
根据比赛技术要求,参赛选手设计的智能车能够检测到道路中心线下电线中20KHz交表电流产生的磁场来导引小车沿着道路行驶。
在平时调试和比赛过程中需要能够满足比赛技术要求的20KHz的交流电源驱动赛道中心线下的线圈。
本文给出了电源设计参考方案,参赛选手可以到实验室来使用有交变电流引导线的赛道进行训练、调试和比赛。
一、电源技术指标要求:
20KHz电源技术要求如下:
1、赛道中心线下铺设0.1-0.3mm直径的漆包线;
2、频率范围:20K±2K;
3、电流范围:50-150mA;
我们按照普通的练习赛道总长度50,使用直径为0.2mm漆包线。
在30摄氏
度下,铜线的电阻率大约为0.0185欧姆平方毫米/米。
计算可以得到中心线的电
阻大约为29.4欧姆。
按照导线电感量计算公式:
其中l,d的单位均为cm。
可以计算出直径为0.2mm,长度50米的铜线电感量为131微亨。
对应20KHz下,感抗约为16.5欧姆。
可以看出,线圈的电感量小于其电阻值。
由于导线的电感量与铺设的形状有
关系,上述计算所得到的电感量不是准确数值。
另外,我们可以在输出时串接电
容来抵消电感的感抗。
所以估算电源电压输出范围的时候,我们不再特别考虑线
圈的电感对于电流的影响。
为了方便设计,我们设计电源输出电压波形为对称方波。
由于线圈电感的影
响,线圈中的电流为上升、下降沿缓变的方波波形。
如下图1所示
图1线圈驱动电压与电流示意图
对于电阻为29.4欧姆的赛道导线,流过100mA的电流,电压峰值应该大于
3V。
考虑到赛道长度有可能进一步增加、漆包线的直径减少等原因,设计电源
输出电压的峰值为6V。
在输出电流为150mA的时候,电源输出功率大约为
0.9W。
二、电源组成
电源电路包括振荡电路、功率输出电路、恒流控制电路以及电源等组成。
如下图2所示:
图2电源组成框图
如上各部分功能可以采用不同的电路实现。
下面分别给出各个电流的参考设
计方案。
1、振荡电路:
产生中心频率为20KHz的对称方波信号。
为了满足功率输出电路的需要,一般输出极性相反的信号。
可以使用普通的555
时基电路产生振荡信号,也可以使用简易的单片机产生振荡信号。
为了方便调试,信号频率能够在一定范围内进行调整。
由555时基电路组成的振荡电路如图3所示。
由MEGA8单片机组成的信号发生电路如图4所示.
图3由555时基电路组成的振荡电路
图4由MEGA8单片机组成的信号发生电路如图4所示使用单片机MEGA8产生20kHz的信号。
可使用单片
机中定时器、PWM模块或者中断来实现。
同时还可以外部连接显示接口显示当前的输出频率、输出
电流的大小。
2、功率输出电路:
由于输出驱动信号电压、电流、频率较大,需要一定输出功率驱动跑道
线圈,因此最后需要功率输出电路。
可以采用分立大功率晶体管搭建输出电
路,也可以使用的电机驱动桥电路集成模块。
选择时需要注意电路的频率响
应应该大于20KHz,输出功率大于2W。
在制作时需要注意电路的散热。
图5基于分立元器件的功率输出电路
图6由L298组成的功率输出电路
图7基于VMOS/IR2153功率输出电路。
在上面电路中,IR2153一方面内部集成了类似于555的时基振荡电路以及
VMOS管驱动电路。
3、恒流控制:
恒流电路控制输出电流在100mA左右稳定,不随着电源的变化而发生波
动。
根据比赛规则的要求,恒流输出控制不需要特别的精确。
一般要求不高的情况下可以使用限流电阻控制电流的稳定。
如下图所示:
图8输出限流电阻
图9利用NPN晶体管的恒流输出电流
也可以利用晶体管的在放大区集电极的恒流特性进行控制。
如下图所示:
图10利用PNP晶体管的恒流输出电流
晶体管可使用大功率双极性晶体管,也可以使用功率MOS 管。
从电流设定
稳定性和恒流特性来看,使用功率双极性晶体管更好。
4、电源:
电源部分提供电路中所需要的各种低压稳压电源。
保证信号
振荡电路和
恒流控制电路的稳定性。
可以使用一般串联稳压集成电路实现。
三、参考设计电路:
如下给出了两个完整的参考设计电路图。
电路设计可以有很多的组合方式,
大家可以根据自己的理解和经验自行设计。
图11基于IR2153的设计
图12基于555的设计
四、调试:
电源设计完制作完毕后需要进行如下的调试:
1、输出电流调试:
电源安装完毕后可以外接10-100欧姆的负载进行调整输出电流。
可以直
接使用示波器测量阻性负载的外加电压的峰峰值,再除以电阻的阻值,便可
以得到输出电流的数值。
也可以在电路的功率输出桥下外接一个直流毫安表
来显示输出电流的大小。
调节恒流设定电位器,使得输出电流在100mA左右。
外部负载电阻在
10和100欧姆的时候,都应该在50-150mA之内。
2、输出频率调试:
可使用的示波器或者具有频率测量的万用表测量输出电压的频率。
外接
10欧姆的负载进行测量负载上电压的频率。
调节频率设定电位器使得电源频率输出在20±2kHz。
调试完毕后,使得电源在负载10欧姆之下连续工作1个小时,电源输出的电流、频率都不会漂移出要求的范围。
注意事项:
1、功率管散热:
在外部负载比较小的时候,电路中功率输出晶体管、恒流控制晶体管上的功
耗比较大。
特别是在整个电路的电源电压较高(比如+12V)的时候,需要对
于功耗比较大的晶体管进行合理的散热,以提高电源的工作热稳定性。
2、电源:
根据赛道线圈的阻抗,选择电源电压值。
如果外部线圈阻抗较低,可以
选择5-7.2V的工作电压。
如果道路线圈阻抗较大,超过了100欧姆,使用+12V
的直流电源。
可以使用直流稳压电源,也可以使用蓄电池进行供电。
3、串接谐振电容:
当赛道比较长的时候,赛道线圈的电感较大,可以在赛道线圈连接中通过串联电容抵消
赛道线圈的感抗。
具体电容的大小可以根据实际测量赛道的电感进行匹配。