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求串联型直流稳压电源设计的论文设计?直流电镀电源的设计。

2021-10-11 本站作者 【 字体:

----串联调整型稳压电源设计原理
1,设计方案简介
直流电镀电源   为低电压、大电流直流电源,电压一般不超过48V, 要求连续可调;输出电流可高达数千安。电镀电源均由市电直接供电。为了提高整机的功率因数,直流电镀电源的整流电路大都采用不控整流电路,而调压则由接在主变压器前侧的交流调压器完成。考虑到电镀电源的低电压、大电流的特点,整流电路常采用双反星形带平衡电抗器电路。调压器大都采用无级自耦变压器,可用电机遥控操纵,缺点是电刷易磨损,调节器响应速度慢。用饱和电抗器作为调压器的缺点是功率因数低。用晶闸管三相交流调压器调压时,同样存在功率因数低的缺点,但响应速度及控制效果等均优于上者。
根据电镀工艺要求的不同,直流电镀电源往往要完成以下控制功能:恒电流自动控制、恒电压自动控制、自动恒流稳压控制、恒电流密度控制和安培小时控制等。图1是直流电镀电源采用晶闸管调压器时的控制框图。为了提高整机功率因数,硅整流器采用不控整流,其电压、电流的输出反馈至移相控制环节。按电镀工艺对电流、电压的不同要求,改变晶闸管调压器的移相控制角,从而改变了主变压器的输入及输出电压,也即改变了硅整流器的直流输出电压或电流。
  镀铁电源与一般电镀电源的要求不同。镀铁的起镀阶段,需供给可调不对称单相交流电,在不断电的情况下,由交流电镀转换为直流电镀。
1.1 基本方案介绍
本设计电路分为降压电路、整流电路、滤波电路和调压稳压电路四大部分,稳压电路部分又由基准电压源、输出电压采样电路、电压比较放大电路、过流保护电路和输出电压调整电路组成。
  在直流电镀中,电解液中金属正离子在被镀件所处的阴极上得到电子还原成金属,并沉积在阴极表面形成镀层。这样使阴极附近的电解液金属正离子浓度有所降低,从而减慢了电沉积的速度。因此,直流电镀使用较大的电流密度不但提不高镀速,反而使阴极上氢气析出量增加,电流效率降低,镀层质量变坏。
1.1.1降压电路
本电路使用的降压电路是单相交流变压器,选用电压和功率依照后级电路的设计需求而定。
1.1.2整流电路
  周期换向电镀电源和脉冲电镀电源  为了提高镀槽阴极电流密度和电流效率,从而提高沉积速率和镀层质量,克服直流电镀带来的弊病,除改变电镀工艺外,又在直流电镀的基础上发展了各种电流波形的电镀,其中以周期换相电镀与脉冲电镀最为典型。求串联型直流稳压电源设计的论文设计?直流电镀电源的设计。(图1)其电流波形分别如图2a、b所示。这些电镀方法和直流电镀的根本区别是镀液中金属离子不是持续地在阴极上极积,而是随电镀的外电源的周期性变化,使镀液中阴极表面的金属离子浓度也发生周期性变化。这样在电流正向时间内在阴极附近迅速降低的金属离子浓度,在间歇或反向期间又迅速得到补充和恢复,所以使允许的电流密度相对直流电镀有所提高。
整流电路的主要作用是把经过变压器降压后的交流电通过整流变成单个方向的直流电。但是这种直流电的幅值变化很大。它主要是通过二极管的截止和导通来实现的。常见的整流电路主要有全波整流电路、桥式整流电路、倍压整流电路。我们选取单相桥式整流电路实现设计中的整流功能。
  周期换向电镀用电源的整流电路通常用晶闸管全控电路。
  中国也已有脉冲电镀电源的系列产品,其中MDD系列脉冲电镀电源的输出电源为方波,峰值电流为20A、50A、 100A、200A;输出电流脉冲频率为50~1000Hz;最小通断比为1/2、2/5、1/5、1/10等。采用GTO自关断元件的脉冲电镀电源也已问世。随着脉冲电镀的不断完善,脉冲电镀电源正在向大电流、脉冲频率及脉冲宽度连续可调、脉冲换向等方向发展。1.1.3滤波电路
采用电容滤波电路。由于电容在电路中也有储能的作用,并联的电容器在电源供给的电压升高时,能把部分能量存储起来,而当电源电压降低时,就把能量释放出来,使负载电压比较平滑。由于本电路后级是稳压电路,因此可以使用电容滤波电路进行简单滤波。
1.1.4稳压电路
串联型线性稳压电路的本质是一个具有深度负反馈的电压反馈型功率放大器,一般由基准电压源、输出电压采样电路、电压比较放大电路、过流保护电路和输出电压调整电路组成。
1.2总体设计方案
晶体管串联型直流稳压电源的典型电路方框图如图1.1所示。它由整流滤波电路、串联型稳压电路、辅助电源和保护电路等部分组成。
图1.1直流稳压电源电路原理方框图
2,设计条件及主要参数表
使用分立元件设计串联型稳压电源,主要参数要求为:
1,输出电压 在6V—12V范围内可调;
2,输出额定电流 =500mA;
3,纹波电压S≤5mV;
4,具有过载电流保护功能
3,设计主要参数计算
3.1主要质量指标参数
稳压电源的技术指标分为两种:一种是特性指标,包括允许的输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等;......
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