电压波动和闪变对整流桥后电解电容器的影响
摘要:电网电压存在波动和闪变,使整流桥后电解电容器的纹波电流明显增加,导致其损耗增加和使用寿命缩短。为了
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
该现象的成因和机制,利用三角函数模型定性分析电网电压波动和闪变引起电解电容器纹波电流的变化情况,同时推导验证了其有效值变大的现象。同时还介绍了电容器纹波电流的测试方法,并采用具有傅里叶分析功能的示波器对实际样机的纹波电流进行测试分析,获得了支持理论分析的实验数据和结果。
关键词:电压波动;闪变;电解电容器;纹波电流
0 引言
电源设计中整流桥电解电容器的选择一般是根据允许的纹波电压和电流来选取[1]。纹波电流主要影响的是其流过电容器的等效串联电阻(ESR),产生功耗,使电容器发热,影响使用寿命。这个功耗的大小与纹波电流成正比关系[2]。在选择中,容值的不同会引起其纹波电流的不同及纹波承受能力的不同。但是人们往往忽略了电压波动和闪变对电容纹波电流的影响,或是考虑到此,又预留过大的容限造成浪费。
电网电压波动和闪变对整流桥后电解电容器的纹波电流大小存在影响[3]。分析这一影响,有利于电解电容器的选择,使其不至于因预留过大的纹波电流承受容限造成较高的成本,也不至于因容限过小使使用寿命大打折扣。
1 电压波动和闪变
在电能质量研究中,闪变是用来描述电压波动的现象[4-5]。它源于白炽灯受电压波动的影响而引起能够被人感知的闪烁。对电压闪变的研究,人们通常比较关注人感知比较敏感的频率段——0.5 Hz~35 Hz。
图1为闪变研究中引起电压幅值变化的电压波动实例[6]。标准正弦波经过调制波调制后会产生除基波外的上边频和下边频[7],且在整流桥电路中会反映在电容纹波电流上。
2 电解电容器的波形描述及特点
图2所示为正常电网电压输入时,电容器稳定状态的电压电流波形。vc为电容的电压波形,ic为电流波形(输入为正,输出为负)。图3所示为输入电压波动和闪变经过整流桥后的波形。假定输入函数为:
其中V是不
规则
编码规则下载淘宝规则下载天猫规则下载麻将竞赛规则pdf麻将竞赛规则pdf
的。调制信号Vsint是根据GB/T 12325-2008和IEC_60038-2009标准,幅值为标准电压的
±10%和频率为0.5 Hz~35 Hz,且在这范围内是不规则,图1为一例子。那么,由于电压的波动,图2所示的稳态将不复存在,电容器的导通角也发生了变化,,其比稳态状态下大或者小,甚至某半周不导通。如此,电容器的充放电电流与稳态状态不同。如前所述,由于标准电压上叠加一个调制信号,电容输入电流就带有调制频率的各次谐
波。所以,电容的纹波电流将发生变化,充电时脉冲振幅可能出现过高或过低的值,导致充电电流有效值不同;又因负载相同,放电电流大小基本不变[8]。这些现象在实测中都可以测得波形。
3 纹波电流的理论分析与推导
为了比较两种情况下纹波电流特征,在推导过程中,假定(1)电容充电电流波形为相似三角形,且每个周期都是一样的,。图中低频纹波电流的频率不是单纯的线电压频率和各次谐波而是还包含调制波带来的多频率分量。
在实验测试中,利用变频器输出标准电网电压和模拟电压波动和闪变。电压波动和闪变为标准电网电压幅值的5%~15%,频率为5 Hz~30 Hz。
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
1是220 V/50 Hz输入时,电压波动和闪变的电容输出电流,值基本不变,与之前描述一致。
图6、图7为标准电压为220 V/50 Hz和110 V/60 Hz条件下测得的。可以看出,调制信号幅值波动和频率变化会使电容输入纹波电流有效值发生变化。随着调制幅度和频率的增加,电容器输入纹波电流有效值也相应增加。特别地,在调
制度
关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载
较高时,电流有效值增速相对较为激烈,在这种情况下,电容器出现不良的概率也更高。但是比较不同的输入标准电压,电压波动和闪变对于220 V/50 Hz的输入影响比较大,最高超过正常输入的1.4倍以上。
5 结论
本文通过三角函数模型定性地分析了电压波动和闪变引起整流桥后电解电容器纹波电流的变化,以及理论推导得出其包括充电电流有效值、放电电流有效值和总纹波电流有效值比在正常电压输入时大。最后,本文给出纹波电流的测试方法,同时实验测得在负载不变时,电压波动和闪变对单向整流桥电解电容器纹波电流的影响。实验表明,整流桥电解电容器的充电电流有效值随着调制信号幅度和频率的增加而增加,从而其纹波电流有效值增加。因纹波电流有效值增加会引起电容器的耗散功率加大,其本体温度上升可能导致使用寿命的减短。所以,实验结论可供有考虑电网电压波动和闪变时整流桥电解电容器的选型做参考。
浙公网安备 33021202002483