1. 可控硅直流稳压电源
电焊机中可控硅最主要的作用就是稳压稳流。 可控硅在自动控制控制,机电领域,工业电气及家电等方面都有广泛的应用。可控硅是一种有源开关元件,平时它保持在非道通状态,直到由一个较少的控制信号对其触发或称“点火”使其道通,一旦被点火就算撤离触发信号它也保持道通状态,要使其截止可在其阳极与阴极间加上反向电压或将流过可控硅二极管的电流减少到某一个值以下。
2. 可控硅直流稳压电源电路图讲解
稳压电源的发展历史
稳压电源的历史可追溯到十九世纪,爱迪生发明电灯时,就曾考虑过稳压器,到二十世纪初,就有铁磁稳压器以及相应的技术文献,电子管问世不久,就有人设计了电子管直流稳压器。在四十年代后期,电子器件与磁饱和元件相结合,构成了电子控制的磁饱和交流稳压器。五十年代晶体管的诞生使晶体管串联调整稳压电源成了直流稳压电源的中心。六十年代后期,科研人员对稳定电源技术做了新的总结,使开关电源,可控硅电源得到快速发展,与此同时,集成稳压器也不断发展。
直至今日,在直流稳压电源领域,以电子计算机为代表的要求供电电压低,电流大的电源大都由开关电源担任,要求供电电压高,电流大的设备的电源由可控硅电源代之,小电流、低电压电源都采用集成稳压器。
在交流稳压电源领域,铁磁谐振式和电子反馈调控式这两类技术也在不断发展。铁磁谐振式的发展历程大致如下:
二十世纪五十年代:磁饱和稳压器→六、七十年代:磁泄放式恒压变压器(CVT)→八十年代中期:运用磁补偿形式的第1代参数稳压器→九十年代中期:第2代参数稳压器→二十世纪初:第3代参数稳压器。电子反馈调控式的发展历程大致如下:二十世纪五十年代:电子管调控磁放大式(614)型交流稳压器→六、七十年代:电子调控自耦滑动式(SVC)交流稳压器,自动感应式调节稳压器→八十年代中期:电子调控的有触点补偿式交流稳压器,正弦能量分配器式净化电源→九十年代中期:数控有级的无触点补偿式交流稳压器,改进型的第2、3代净化电源→二十一世纪初:利用逆变器作补偿的无级、无触点补偿式交流稳压器、新型的净化稳压电源
3. 可控硅调压直流输出电路
单相可控硅调压器的原理是在自动控制系统中,可作为大功率驱动器件,实现用小功率控件控制大功率设备。它在交直流电机调速系统、调功系统及随动系统中得到了广泛的应用。可控硅分单向可控硅和双向可控硅两种。双向可控硅也叫三端双向可控硅。双向可控硅在结构上相当于两个单向可控硅反向连接,这种可控硅具有双向导通功能。其通断状态由控制极决定。在控制极上加正脉冲(或负脉冲)可使其正向(或反向)导通。
这种装置的优点是控制电路简单,没有反向耐压问题,因此特别适合做交流无触点开关使用。
4. 可控硅直流稳压电源原理
可控硅触发器工作原理是通过调整可控硅的导通角来实现电气设备的电压电流功率调整。
一个交流电的周期为360度,正半周为180度,负半周180度.可控硅又称可控整流元件,交流电通过整流元件时,元件让正180度电通过,阻止了负180度的通过,即所谓半波整流.交流电通过可控硅时,并不是让180度的正半周电全部通过的,即所谓可控整流.当正半周加到可控硅的阳极,在180度的某一角度时,在可控硅的控制极加一触发脉冲,例如在30度加一脉冲,可控硅只能通过余下的150度的电压.这种使可控硅导电的起始角度称为导通角
触发脉冲的α角是相对某个基准信号而言的。通常此基准信号称为同毕信号,因为它与电网电压是同步的。
控制信号的变化转变为触发角α的变化,这一功能通常由移相触发电路来承担,这部分电路是整流控制电路的核心,控制电压与α角的关系可以是线性的,也可以是非线性的,视控制要求而定。控制电路应能满足α角移相范围的要求。
5. 可控硅直流稳压电路原理
直流电源有正、负两个电极,正极的电位高,负极的电位低,当两个电极与电路连通后,能够使电路两端之间维持恒定的电位差,从而在外电路中形成由正极到负极的电流。
单靠水位高低之差不能维持稳恒的水流,而借助于水泵持续地把水由低处送往高处就能维持一定的水位差而形成稳恒的水流。与此类似,单靠电荷所产生的静电场不能维持稳恒的电流,而借助于直流电源,就可以利用非静电作用(简称为'非静电力')使正电荷由电位较低的负极处经电源内部返回到电位较高的正极处,以维持两个电极之间的电位差,从而形成稳恒的电流。因此,直流电源是一种能量转换装置,它把其他形式的能量转换为电能供给电路,以维持电流的稳恒流动。
直流电源中的非静电力是由负极指向正极的。当直流电源与外电路接通后,在电源外部(外电路),由于电场力的推动,形成由正极到负极的电流。而在电源内部(内电路),非静电力的作用则使电流由负极流到正极,从而使电荷的流动形成闭合的循环。
表现电源本身的一个重要特征量是电源的电动势,它等于单位正电荷从负极通过电源内部移到正极时非静电力所作的功。当电源给电路提供能量时,所供给的功率P等于电源的电动势E与电流I两者的乘积,P=E I。电源的另一个特征量是它的内电阻(简称内阻)R0,当通过电源的电流为I时,电源内部损耗的热功率(即单位时间内产生的焦耳热)等于R0I。
当电源的正、负两极没有连通时,电源处于断路(开路)状态,这时电源两电极之间的电位差在量值上即等于电源的电动势。在断路状态下,不发生非电能与电能的相互转换。当把负载电阻接到电源的两极上以构成闭合回路时,通过电源内部的电流从负极流到正极,这时,电源所提供的功率E I等于输送到外电路的功率U I(U是电源正极与负极之间的电位差)与内电阻中损耗的热功率R0I之和,E I=U IR0I。于是,当电源向负载电阻提供功率时,电源两极间的电位差U=E-R0I。
当用另一个电动势较大的电源接到电动势较小的电源上,正极接正极,负极接负极(例如用直流发电机对蓄电池组充电)时,在电动势较小的电源内部,电流是从它的正极流到负极的,这时,外界向电源输入电功率U I,它等于电源中单位时间内储存的能量E I与内电阻中损耗的热功率R0I之和,U I=E IR0I。于是,当外界向电源输入功率时,外界加到电源两极之间的电压应为U=ER0I。
当电源的内电阻可以忽略不计时,可以认为电源的电动势在量值上近似地等于电源两极间的电位差或电压。
为了取得较高的直流电压,常将直流电源串联使用,这时总电动势为各电源的电动势之和,总内阻也为各电源内电阻之和。由于内阻增大,一般只能用于所需电流强度较小的电路。为了取得较大的电流强度,可以将等电动势的直流电源并联使用,这时总电动势即为单个电源的电动势,总内阻为各电源内电阻的并联值。
直流电源的类型很多,不同类型的直流电源中,非静电力的性质不同,能量转换的过程也不同。在化学电池(例如干电池、蓄电池等)中,非静电力是与离子的溶解和沉积过程相联系的化学作用,化学电池放电时,化学能转化为电能和焦耳热在温差电源(例如金属温差电偶、半导体温差电偶)中,非静电力是与温度差和电子的浓度差相联系的扩散作用,温差电源向外电路提供功率时,热能部分地转化为电能。在直流发电机中,非静电力是电磁感应作用,直流发电机供电时,机械能转化为电能与焦耳热。在光电池中,非静电力是光生伏打效应的作用,光电池供电时,光能转化为电能和焦耳热。
当市电经过输入开关接通变压器将市电电压转换成所设计的电压后,进入了预稳压电路,预稳压电路是对所要的输出电压进行初步稳压,其目的是降低大功率调整管的输入与输出之间的管压降,减少大功率调整管的功耗,提高直流电源的工作效率,预稳压电源一般由可控硅无级移相调整式用继电器切换变压器输出的抽头进行稳压。经过预稳压电源和滤波器①后得到的电压基本稳定纹波相对较小的直流电经过在控制电路的控制的大功率调整管进行精确快速的问顶压后将得到稳压精度和性能符合标准的直流电压再经过滤波器②进行滤波后既得到我的所需要的输出直流电为了得到我的所需要的输出电压值或稳流电流值,我们还需要对输出的电压值和电流值进行取样检测并将其传送到控制/保护电路,控制/保护电路将检测到的输出电压值和电流值与电压/电流设定电路所设定的值进行比较分析后驱动预稳压电路和大功率调整管使直流稳压电源能输出我们所设定的电压和电流值,同时当控制/保护电路检测到异常的电压或电流值等情况下将启动保护电路使直流电源进入保护状态。
6. 可控硅直流稳压电源的作用
直流稳压电源的组成
直流稳压电源主要由四部分组成:电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。
1.电源变压器
电源变压器是一种软磁电磁元件,功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离,在电源技术中和电力电子技术中得到广泛的应用。
2.整流电路
“整流电路”(rectifying circuit)是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后,主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间,用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。
整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电,这就是交流电的整流过程,整流电路主要由整流二极管组成。经过整流电路之后的电压已经不是交流电压,而是一种含有直流电压和交流电压的混合电压。习惯上称单向脉动性直流电压。
3.滤波电路
滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波,一般由电抗元件组成,如在负载电阻两端并联电容器C,或与负载串联电感器L,以及由电容,电感组成而成的各种复式滤波电路。
4.稳压电路
稳压电路是指在输入电压、负载、环境温度、电路参数等发生变化时仍能保持输出电压恒定的电路。这种电路能提供稳定的直流电源,广为各种电子设备所采用。