源滤波器常见使用错误分析:你能从大佬那里学到什么?
21ic 2024-06-21

整流器可以把交流电转化为直流电,通过整流器,我们实现了诸多优秀的电子设备。往期文章中,小编对整流器的工作原理有所阐述。为增进大家对整流器的认识,本文将对整流器的基本要求以及倍压整流器予以介绍。如果你对整流器具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。


一、整流器的基本要求

1.输入电流总谐波失真(THD)(总谐波失真THD:交流电流的谐波电流有效值占基波分量有效值的百分比)

6脉冲整流器的输入电流的THD在6脉冲整流器的满载输入电流时应小于33%;采用输入滤波器可将输入电流失真减小到10%。

12脉冲整流器的输入电流的THD在12脉冲整流器的满载时应小于10%,采用输入滤波器可将输入电流总谐波失真减小到5%。

2.交流输入电流限制

整流器/充电机应有交流输入电流限制电路,一般将交流输入电流限制到满载输入电流的115%。在发电机组供电时(此时整流器会接收到一个外部低电压信号,据此判断为是发电机组供电),应将交流输入电流限制到满载输入电流的100%。

3.蓄电池充电电流限制

整流器/充电机应有蓄电池充电电流限流电路,将蓄电池充电电流限制到UPS额定输出容量(KW)的15%。在发电机组供电时(当接收到一个外部低电压信号时),应将蓄电池充电电流限制到零。

4.蓄电池充电电压温度补偿

当采用远端温度检测器时,整流器/充电机应自动调节蓄电池浮充电压(一般按−5mv/只/℃)。通常蓄电池的浮充电压为2.25V/只,终止电压为1.67V/只,因此DC母线电压在浮充和终止电压时分别为N×2.25V,N×1.67V(N为蓄电池的只数)。

5.输入功率的逐步增加

整流器/充电机应具有将初始功率要求限制到额定负载的20%,并在10秒的时间间隔内逐渐将输入功率增加到100%额定容量。在冗余UPS系统中,各整流器/充电机的输入功率的加入时间应延迟5至300秒,以减少对发电机组的影响。

6.输入隔离开关

整流器/充电机应有输入隔离开关并有保护。隔离开关应能同时提供满足负载的电流和蓄电池的再充电电流,并能承受较大的短路电流。

7.DC滤波器

整流器/充电机应有输出滤波器以将加在蓄电池的纹波电压减少到最小。整流器的DC输出电压的AC纹波电压应小于浮充电压(RMS)的1%。滤波器应充分保证整流器/充电机的DC输出电压在蓄电池未连接的情况下满足逆变器的要求。

8.蓄电池的再充电

除了为负载供电外,整流器/充电机应能在10倍于放电时间的时间内,将蓄电池的放电功率恢复到95%。蓄电池再充电后,整流器/充电机应使蓄电池保持在满充电状态,直到下一次放电。


二、倍压整流器

最简单的倍压整流(二倍)方式是利用两组简单的半波整流,以指向相反的二极管分别生成两个正负不同的电源输出,并分别加以滤波。连接正负两端可得到交流输入电压两倍的输出电压。此种电路称为德隆电路(德文:Delon-Schaltung)。 如需要的话,此电路也可以提供中间电压,或当作正负双电压的电源来使用。

上述德隆电路可以衍生出另一种变体:在桥式整流的输出端使用两个相串联的电容器作为滤波电容,在滤波电容的中点与与交流输入的一端间联接一个开关。当开关切离时,这个电路会像一个正常的桥式整流;当开关接通时,就会成为前述的德隆电路,产生倍压整流的作用。 举例来说,当交流输入为 100~120V 时,可让开关为通路;当交流输入为 220~240V 时,可让开关为断路;这样便使它很容易在世界上任何电源间切换,产生大约 320V (±15%左右) 的直流电压,以送入一个相对简单的开关模式电源。

格赖纳赫倍压电路可以继续添加二极管和电容器的级联,而形成多倍电压的电压倍增器,称为考克饶夫-沃尔顿产生器电路(英文: Cockcroft–Walton generator),当时是用于粒子加速器。 这样的倍压电路虽可以提供几倍于输入交流峰值的电压,但电流输出和电压稳定度则受到限制。 此类电压倍增器电路常用来提供高电压予旧式电视机的阴极射线管(CRT)、光电倍增管、或电蚊拍。

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