单相交流电源自动稳压器

单相交流电源自动稳压器

电力电子应用课程设计报告

院系电子与电气工程学院专业

班级学号姓名

2012 年月

目录

一、设计目的 (2)

二、设计依据 (2)

三、设计要求 (2)

四、设计程序 (2)

1、简要的设计要求与数据资料 (2)

2、系统总体设计 (3)

2.1、系统总体结构

2.2、系统总体说明 (3)

3、系统环节电路设计 (3)

3.1、电源控制、显示与保护电路设计 (3)

3.2、自耦变压器设计 (4)

3.3、晶闸管触发电路设计 (5)

3.4、调压控制电路 (5)

3.5、输出电压电流表选择 (6)

五、电路仿真 (6)

六、相关性，调试，使用，改进说明 (9)

七、元器件清单 (10)

八、设计总

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九、参考文

11

、八、、

前言近几年来，随着我国经济建设的发展，通信设备和通信网点在全国各地迅速增长，通信手段越来越先进。在各种程控数字交换设备和数字传输网得到广泛应用的同时，对系统供电设施的要求也越来越高。目前，国内的各类程控电源已相继投入市场，通信电源系统正在逐步向集中监控、少人职守或无人职守的方向发展。

早期的供电方式为集中供电，即供电设备集中和供电负载集中。这种方式的优点是：整流器、蓄电池、监控和配电设备都集中放置在配电室，各种电压的电池组都放置在电池室，因而供电容量大，且无须考虑电池兼容问题，供电设备的干扰也不会影响主通信设备。但是此种方式也有很多缺点：设备体积和重量较大，供电线路笨重，系统扩容困难。为改进这些不足，分散供电方式逐渐得到广泛的使用。所谓分散供电，就是指供电设备有独立于其他供电设备的负载，即负载分散或电池与负载都分散。此种方式的优点包括：占地面积小，节省材料，较低的损耗，运行维护费用低，供电可靠性高等等。

无论哪种方式供电，程控数字交换设备一般都以直流电源供电为主。直流电源又由基础电源和机架电源构成。基础电源是指包括整流器、蓄电池、监控和配电设备在内的直流供电系统。机架电源则是指交换机上的插件电源。对于基础电源来讲，为产生所需要的各种直流电压（一般为-48V，也有少量采用-24V）,都需要将工频电网的单相220V或三相380V交流电

压进行AC/DC和DC/DC变换。因此，变换器性能的好坏直接关系到整个通信电源系统的供电质量。

将一种交流电能转换为另一种交流电能的过程称为交流-交流变换过

程，凡能实现这种变换的电路为交流变换电路。对单相交流电的电压进行调节的电路。用在电热控制、交流电动机速度控制、灯光控制和交流稳压器等场合。与自耦变压器调压方法相比，交流调压电路控制方便，调节速度快，装置的重量轻、体积小，有色金属消耗也少。结构原理简单。该方案是由变压器、触发电路、整流器、以及一些电路构成的，为一台电阻炉提供电源。输入的电压为单相交流220V,经电路变换

后，为连续可调的交流电。

一、设计目的

1、了解交流调压电路的工作原理。

2、掌握晶闸管电路的设计方法。

3、通过课程设计培养学生的自学能力和分析问题解决问题的能力。

4、通过课程设计使学生具有一定的计算能力、制图能力、查阅手册、使用国家技术标准的能力和一定的文字表达能力。

二、设计依据

利用双向晶闸管设计0-220V连续可调的交流稳压电路，要求进行过流过压保护。

三、设计要求

1、学生在教师指导下，参照设计程序，完成系统总体方案设计、各环节（主电路、自动调压与触发电路、电源控制及保护显示电路等）的结构

设计、设计原理说明、电路图、各元件的计算选择、及相关实验或仿真

2、按时作设计报告

3、上交完整的设计报告书

四、设计程序

1、简要的设计要求与数据资料

1.1、电源输入电压：单相交流50HZ，200~240V

1.2、输出电压：0-220V

1.3、调压方式：自耦变压器分档+晶闸管无触点开关+开环或闭环自动

控制

1.4、电源控制：空气开关+接触器+ 起动/停止按钮

1.5、保护：熔断器过流保护+压敏电阻过压保护

1.6、显示：输入有电发光二极管显示，输出电压表，分流器+电流表

显示

2、系统总体设计

2.1、系统总体结构图：

2.2、系统总体说明：

当输入电压ui=200〜240V时，电压经过幵关控制。当幵关闭合时，幵

关控制电路电源显示，说明电路正处于工作状态；然后电压经过流过压保护装置，送到调压控制装置和自耦变压器，在调压控制下，触发晶闸管，从而控制自耦变压器的变比k;最后电压ui经过自耦变压器再经过电压电流显示，输出电压。

3、系统环节电路设计

3.1、电源控制、显示与保护电路设计：

（1）、电路图（电源开关、接触器与起动/ 停止控制电路、发光二极管电路，熔断器、压敏电阻、电阻、电容）

（2）、工作原理说明：

1）、电路闭合工作原理：当电源开关S1 闭合，输入电压ui 经过电路

熔断器

（防止过流），按下起动按钮幵关S2,接触器JC处于工作导通作态，使幵关JC-1、JC-2, JC-3闭合，从而电路导通，发光二极光显示亮，工

作状态正常。

2）、电路断幵工作原理：按下停止按钮幵关S4,幵关电路断幵，接触

器J使幵关K、S3断幵，从而整个电路断幵。

3.2、自耦变压器的设计

变压器变比的计算：

当1000W 全桥软开关电源采用PQ50/50 芯片时先给出主功率变压器原边绕组的圈数计算公式和计算过程。考虑到UC3875 的最佳工作频率，又因为采用了高频幵关特性良好的MOSFET功率管，所以选取幵关频率为100KHZ。

首先根据功率容量Ap 乘积公式来进行估算。为了多留些余地，可再减小主功率变压器的最大工作磁通密度Bm=1000GS由计算式得到：

1000*106Pt*106Ap=Ae*Aq=Pt*10==5.56

2?fBm?KmKc2*0.9*100*103*1000*2*0.5*1

当最大磁通密度选用1500GS时，功率容量降低到3.7。若幵关频率降低到

50KHZ,则功率容量乘机增大一倍约11.12，余量就小了

PQ50/50铁氧体磁芯的有效中心柱截面积为Ae=3.1416cm2它的磁芯

窗口面

积为Aq= 4.18 cm2,因此PQ50/50的功率容量乘积为：

Ap=Ae*Aq=3.1416*418=13.2