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直流稳压电源的设计

三相整流变压器的设计包括：

一、二次绕组的联结方式，二次侧电压的计算，一、二次侧电流的计算，容量的计算与确定，结构形式的选择等环节。其中一、二次绕组的联结方式及二次侧电压的确定是我们重点分析的内容.

1、二次侧电压的确定

二次电压不仅与负载电压(即要设计的直流稳压电源电压)和整流电路有关，而且与稳压器件有关。对于要求高的选桥式整流电路，用电容滤波稳压和稳压器稳压，对于要求低的则可以不稳压或用电容稳压。如在图1中，+7V低压驱动，主要是用来锁相，其电流小、电压低，电压波动对驱动电源的工作状态影响不大，不用稳压;+110V用以高压驱动，断续式供电且频率很高，大的电流和电流变化率会产生很高过电压，因此要用电解电容稳压，电阻限流;+12V用于计算机和集成电路的电源，电流小、电压低，但要求电压稳定、纹波系数小，因此用电容和三端稳压器两级稳压。对于不同的稳压手段，二次电压有着不同的确定方法，理论上这3个电压的计算式相同，即U2=Ud/2.34　或UL=Ud/1.35，计算的3个二次电压分别为：5.2V、81.5V和8.9V，但这样计算的结果在实际中不和适，因此，有些量必须用工程估算式来确定，如三相不可逆整流系统一般用公式UL=(0.9～1.0)·Ud估算，如果直流侧用电解电容滤波时、输出平均值会升高，一般用公式UL=Ud/2?估算;如果直流侧用电容和三端稳压器稳压，为了扩大稳压范围，Ud一般应升高3～6V，再用公式UL=(0.9～1.0)·Ud估算。这样确定的3个二次电压分别为：UL7=0.9×7=6.3V，UL110=110/2?=78V，直流电源，UL12=16×0.9=14.4V

2、一、二次例电流计算及容量确定

二次电流要根据负载电流的大小和整流电路来定，在图1中采用三相桥式整流电路，用式I2=(2/3)?Id求出3个二次电流有效值分别为：3.26A、6.5A、1.63A，就得到3个二次电压和电流。根据变压器一、二次功率近似相等原则，可求得一次电流I1=1.45A，变压器的容量为S=953VA，按1.5kVA选变压器型号。

3、一、二次例绕组联结方式的确定

三相交压器绕组可以根据需要接成星形或Δ形。三相整流电路一般用于大功率(即负载功率在4kW以上)整流，变压器通常接成Y/Δ、　Δ/Y 2种。Δ/Y接法可使电源线电流有2个阶梯，更接近正弦波，谐波影响小，可控整流电路用得比较多;Y/Δ接法可以提供单相交流电源，减小二次绕组电流，一般用于大功率二极管整流电路;对于小功率三相变压器有时也接成Y/Y型，虽然这种接法会给电网引入谐波.但毕竟其功率小，影响也较小。总之，选的时候既要考虑对电网的影响，又要尽量减小绕组电流，大功率开关直流电源，降低绕组绝缘等级。在图1中，7V和12V电流比较小，电压低，选星形接法;110V电流大，电压不是太高，选Δ形接法，可大大降低绕组中电流，减小绕组线径，延长使用寿命;一次绕组的线电压虽然高(380V)，但变压器容量只有2kW，一次电流为1.45A，所以选星形接法，可降低绕组的电压和绕组的绝缘等。

直流电比交流电存在的哪些优势？

　　直流电的优势主要是体现：1.直流输电线路的造价和运行费用低。直流输电线路两根导线，交流输电线路三根导线。由于导线数量少，杆塔承受轻，高频直流稳压电源，线路走廊占地少。同理，直流输电的有功损耗也少，而且完全没有无功的各种问题。直流线路没有趋肤效应，电晕损耗和干扰也小一些。

  2.直流输电适合两个电力系统的互联。直流输电没有相位差，没有稳定性问题，不会低频振荡，潮流控制更加简单。甚至可以将两个不同频率的电网互联在一起运行，较大提高系统的稳定性。 

　3.直流输电更易于实现城市地下和海底电缆输电。直流电缆线路几乎没有电容电流，省去了巨大的并联电抗器的投资，对于较长距离的城市地下和海底电缆输电，直流是可能的选择。4.直流输电更易于分布式发电的并网运行。以风电来说吧，由于风速的随机性，风力发电初始频率其实也是随机的，目前的方法是要对风电频率进行控制，比如都先变频至50Hz再统一并网。如果是直接变直流再并网，控制方面会容易很多。

通信直流电源是一个复杂的系统，实验室测试直流电源，电力通信直流电源均采用-48V的高频开关直流电源，电力通信直流电源由交流部分、整流器、直流分配部分、蓄电池组和监控模块等按照要求组合而成。

交流部分--交流部分的市电输入一般为2路380V三相四线交流输入，在电源容量较小时有时也使用2路220V单相交流输入，以保证电源可靠供电。为防止雷击和过电压破坏，在市电输入端应加装避雷器，常用的有普通氧化锌避雷器和OBO防雷模块等;由于此处的防雷主要是对非直击的感应雷击的浪涌电压的防护，因此避雷器的通流量一般选择在15-20KA，残压在1.5KV左右，就可有效的保护电源设备。

整流器部分--整流器是通信直流电源的较重要的组成部分，通信直流电源的供电质量主要取决于整流器的电气指标，它完成AC-DC变换并以并联均流方式为通信设备供电，同时对蓄电池组进行恒流限压充电和监控模块的供电。

直流分配部分--直流分配部分将整流器输出的直流电压进行分配，一路给蓄电池组充电，其它分配给通信设备和其它直流用户供电。