发电机稳压原理?

216 2024-01-10 11:53

一、发电机稳压原理?

最早的永磁交流发电机用整流稳压器是不带稳压功能的,只有四个二极管,即全波整流,它全靠电瓶稳压(如 XF250 )。

发电机发出的交流电经过二极管桥式整流直接给电瓶充电,充电电压就是发电机输出电压,随转速变化很大,电压跟电流都远远超过电瓶正常的充电电压和电流,由于电瓶特有的稳压性能,所以电压能够稳定在合适的范围,但这是以电瓶的寿命为代价的(一般一年就损坏了,而电瓶的设计寿命为三年)。

二、汽油发电机稳压原理?

汽油发电机稳压的本质就是将发动机燃料的化学能转化为旋转机械能,发电机利用晶闸管稳压,将此机械能转化为电能;速度控制系统通过调节供油来调节发动机转速,即电的频率,并以固定频率调节输出有功功率。

励磁调压系统通过调节电流实现对发电机的电压;控制器可以控制机组的远程启停,显示、记录和监控发电机的运行参数,保证发电机的安全运行。同时具有自动同步和远程数据传输及远程控制功能,以及机组并网运行时的运行设定功能。

三、无刷发电机稳压原理?

无刷交流发电机的工作原理是对励磁机在定子上的励磁绕组提供励磁,其转子电枢绕组将发出交流电,经过整流后在转子向主发电机在转子的励磁绕组供电,从而使主发电机在定子的电枢绕组感应出所需的交流电来。这就是一般交流发电机的“无刷”工作原理。

四、汽车发电机稳压器原理?

最早的永磁交流发电机用整流稳压器是不带稳压功能的,只有四个二极管,即全波整流,它全靠电瓶稳压(如 XF250 )。

发电机发出的交流电经过二极管桥式整流直接给电瓶充电,充电电压就是发电机输出电压,随转速变化很大,电压跟电流都远远超过电瓶正常的充电电压和电流,由于电瓶特有的稳压性能,所以电压能够稳定在合适的范围,但这是以电瓶的寿命为代价的(一般一年就损坏了,而电瓶的设计寿命为三年)

五、发电机稳压器如何接线?

在做电源实验时,经常能够听到:电源芯片怎么这么烫;电源芯片又又又烧了。发生这些问题的原因大多数情况是在设计原理图时,同学们经常直接照着典型应用电路设计,更甚者是网上搜一个别人的设计就用。不重视器件工作原理和性能特征,虽然表面上也能达到输出电压的要求,但是这里面存在很多设计隐患。

在一个设计项目中,我们设计最多的就是电源,给我们板子上不同的器件输出不同的电流电压。LDO(线性变换器)可以得到不同的直流电压输出,成本低、性能好,且使用起来也很简单,让LDO稳压芯片用的也越来越多,几乎每块开发板都有其身影。

在ADI产品中,涵盖各种各样的高性能低压降 LDO。这些 LDO 具有极低的压降、快速瞬态响应、出色的线路和负载调整等特性,并具有非常宽的输入电压范围(0.9 V 至 80 V),输出电流范围为 100 mA 至 10 A,具有正输出、负输出和多输出。在“ADI校园计划”微信回复:LDO,即可获取ADI LDO评估板相关设计资料。

LDO电源芯片虽然用起来比开关电源简单许多,但是在设计过程中我们要结合项目的使用场景,选择合适的LDO,否则也会出现开头说的电源芯片发烫或者烧了的情况。

☞在开始选择并设计LDO电路前,我们需要明白LDO的工作原理

典型的LDO电路工作基本原理

在LDO回路中的晶体管运行于线性区,就像放置了一个可调电阻在输入与输出之间,勉强承受两个节点之间的电压降。VIN12v进来,VCC输出,晶体管Q1做调节,反馈的电路电阻判断输出电压达到多少伏,再反过来控制晶体管的导通角度。通过调节晶体管Q1的线性工作点,能够让输出的电压稳定在某一个值。在1970年,推出的第一个芯片调压器是LM317。

因为LDO没有开关器件,完全靠晶体管的导通角度来控制输出,所以LDO的噪声是uv级别的。在ADI的LDO产品中,LT1761-5的噪声只有20uVrms,LT3045的噪声甚至只有0.8uVrms。所以在通讯设备中的射频部分、网络、音频、仪表放大器等应用场合,LDO非常适应。

LT1761-5 LDO输出电压噪声

☞ LDO的效率为:ηLR=Vo/Vin,从上面的介绍的原理看,LDO的输入输出的电流是一样的,输入输出的电压是不同,电压差就完全靠Q1来承受。

LDO效率曲线

从上面的曲线图可以看出来随着压差的增大,效率就越低。假如LDO的输入是12v,输出是6v,工作效率就是50%。当然,如果有需要低压差的场景,比如5v输入,4.5v输出,这样效率就能达到90%。但这样的场景毕竟是少数,而且需要非常低压差的LDO实现。

我们大部分常见的电源转换电路,比如5v转3.3v,转2.5v。压差比较大是对LDO效率非常大的挑战。

在使用LDO的过程中,我们需要十分注意LDO效率与电流的问题。LDO效率低并不是非常可怕,怕是当电流比较大的时候,大部分的功率就损耗在晶体管Q1上,晶体管会产生热量,当晶体管温度达到一定高度时,就LDO无法保证正常工作了。

LDO非常重要的参数——LDO压降(VDO),是指输入与输出之间能够维持正常工作的最小压差。要维持内部的工作,晶体管的PN结是有压降,所以这个压降是一定会存在,而且是消除不了。

从上图,我们可以总结两点:LDO的输入必须比输出高,即VIN=VOUT+VDO;随着流过LDO的电流增大,维持LDO正常工作的压差也会随即增大。这也是在做LDO设计的时候不得不考虑的点。

普通的LDO,像我们经常使用的LM7805 需要至少 2V 的压降;低压差LDO, 通常<1V (~300mV 比较常见);极低压差器件VLDO, <100mV(LT3071 只有85mV压差 @ 5A输出)。

压差的存在,系统电流又是恒定的,LDO压降产生的功率全都集中在了晶体管上。温度超过额定温度之后,LDO就会停止工作。所以在设计过程中,另外一点就是LDO损耗功率和发热的问题

LDO的最大功率损耗(PD)的定义是:

PD= [VIN(max)-VOUT]*Iout+ IQ*VIN(max)

上面的公式可以认定为损耗在晶体管上的功耗,红色部分是静态功耗,通常只占到损耗功率的1%以内,可以忽略不计,只需要考虑输入输出之间的压降带来的功率损耗。

LDO的结温(TJ)是:

TJ 超过额定的温度后,芯片就会烧掉,所以我们要怎么控制这个温度。增加散热器是为了增加散热器到空间的散热效果,可以把热量尽快的散出去,确保内核温度TJ 不会超过最大的规格书标定的可以正常运行的结温TJ 。

除了散热器之后,LDO芯片不同封装有不同的热阻,依照最大PD选择正确的封装形式。下图三种不同封装,有不同的内核热阻,结温的效果差异非常大:

为了系统更稳定,LDO在输入输出端经常可见滤波电容,输入电容CIN和输出电容Cout。对于输入电容选择不合适,就会在瞬态突变负载时进入跌落状态;而输出电容则影响稳定性和瞬态响应。如果Cout的类型和/或值没有选择恰当,一些LDO可能存在稳定性问题。一般来说,较大的Cout值会减少峰值偏移,改善瞬态响应。通常,用于暂态响应的最佳Cout是不同类型电容器并联组合。

在设计LDO电路的时候,大多数人会直接根据典型应用电路设计。但是以后要记得在设计电路前,查看芯片规格说上关于电容大小的说明:

在一些仪器仪表应用场合,既需要非常低的噪声,又希望获得更大的电流,这就不得不通过并联LDO的方式实现。

这里有个问题,传统的LDO输出电压是靠两个电阻的反馈去控制晶体管的工作线性。但是两个电阻都是有误差的,如果一个电阻正偏1%的误差,一个反偏1%的误差,输出的误差就会增加一倍为2%。

考虑到我们的要求是两个LDO并联需要更大电流的时候,如果一个LDO输出是3.3V,另外一个并联的LDO不是3.3V,这时候两个LDO的电流是不平衡的。同一个负载输入电压高的那一路,电流一定比较大,所以传统的LDO做并联是非常糟糕的,两个LDO会相继炸掉。

这时,就需要对LDO的内部工作结构进行创新,从由两个电阻控制晶体管工作,改变为反馈电压直接回来,这样设计使得LDO极大改善了电压调节能力和瞬态响应。

新的LDO用电流作为基准,直接通过反馈控制工作状态,不需要更复杂的反馈电阻,所以输出电压降到0也是可能的。只需要一个电阻设置基准点,就可以控制输出电压。输出电压直接到负反馈,电流是恒定的,通过调节电阻,就相当于设置基准电压,即使两个LDO并联,误差对电流的影响已经非常小了。LT3080是第一个推向市场的创新LDO产品。

最后,虽然LDO简单好用,但是LDO这些隐藏的“坑”直接影响你的设计结果。在设计前,多思考一步,就会少烧一颗芯片。END

【嵌入式物联网单片机学习】大家可以加我微信一起学习,我整理了100多G(全网最全)的学习资料包(持续更新)、最新的学习路线思维导图。各种学习群、项目开发教程。还可以围观我朋友圈中的一手行业消息,每周的技术大咖直播答疑吹水

点击加我,一起学习qr61.cn/o2pMPQ/qkd7zUAqr61.cn/o2pMPQ/qkd7zUAqr61.cn/o2pMPQ/qkd7zUA
原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/DMcrM62nWm6uiCffwybWrA转载自:达尔闻说原文链接:线性稳压器LDO选择与使用技巧

版权声明:本文来源网络,免费传达知识,版权归原作者所有。如涉及作品版权问题,请联系

我进行删除

六、15kw柴油发电机稳压的工作原理?

摩托车上有一个非常重要的电器部件,它为整车用电设备提供稳定的工作电压,这就是整流稳压器,即我们俗称的“硅整流”。

整流就是将交流电压变为直流电压,稳压就是将发电机输出的不稳定电压稳定在规定范围内,实现这两个功能的器件我们就称之为整流稳压器。摩托车整流稳压器从产生到现在已经经历了几个阶段,但直到目前为止,大多数摩托车仍使用技术上存在缺陷的削波短路型整流稳压器。

随着科技的发展,新技术和新元器件的出现,改进整流稳压器的性能有了可能,因此新一代的开关型整流稳压器已研制成功并面世,人们已开始认识并使用它,相信不久它就能全面替代削波短路型整流稳压器了。

七、交流发电机电脑稳压器的原理?

发电机稳压箱原理:利用导线切割磁力线感应出电势的电磁感应原理,将原动机的机械能变为电能输出。

同步发电机由定子和转子两部分组成。定子是发出电力的电枢,转子是磁极。定子由电枢铁芯,均匀排放的三相绕组及机座和端盖等组成。

转子通常为隐极式,由励磁绕组、铁芯和轴、护环、中心环等组成。

汽轮发电机的极数多为两极的,也有四极的。

转子的励磁绕组通入直流电流,产生接近于正弦分布磁场(称为转子磁场),其有效励磁磁通与静止的电枢绕组相交链。

转子旋转时,转子磁场随同一起旋转、每转一周,磁力线顺序切割定子的每相绕组,在三相定子绕组内感应出三相交流电势。

发电机带对称负载运行时,三相电枢电流合成产生一个同步转速的旋转磁场。

定子磁场和转子磁场相互作用,会产生制动转矩。

从汽轮机输入的机械转矩克服制动转矩而作功。发电机可发出有功功率和无功功率。所以,调整有功功率就得调节汽机的进汽量。

转子磁场的强弱直接影响定子绕组的电压,所以,调发电机端电压或调发电机的无功功率必须调节转子电流。发电机的有功功率和无功功率几何相加之和称为视在功率。

有功功率和视在功率之比称为发电机的功率因数(力率),发电机的额定功率因数一般为0.85。供给发电机转子直流建立转子励磁的系统称为发电机励磁系统。大型发电机励磁方式分为:

①它励励磁系统;

②自并激励磁系统。

它励励磁是由一台与发电机同轴的交流发电机产生交流电,经整流变成直流电,给发电机转子励磁。

自并激励磁是将来自发电机机端的交流电经变压器降压,再整流变成直流电,作为发电机转子的励磁

八、pmw稳压的原理?

控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。

也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲,使各脉冲的等值电压为正弦波形,所获得的输出平滑且低次谐波少

九、•有谁知道发电机整流稳压的工作原理?

摩托车上有一个非常重要的电器部件,它为整车用电设备提供稳定的工作电压,这就是整流稳压器,即我们俗称的“硅整流”。

整流就是将交流电压变为直流电压,稳压就是将发电机输出的不稳定电压稳定在规定范围内,实现这两个功能的器件我们就称之为整流稳压器。摩托车整流稳压器从产生到现在已经经历了几个阶段,但直到目前为止,大多数摩托车仍使用技术上存在缺陷的削波短路型整流稳压器。随着科技的发展,新技术和新元器件的出现,改进整流稳压器的性能有了可能,因此新一代的开关型整流稳压器已研制成功并面世,人们已开始认识并使用它,相信不久它就能全面替代削波短路型整流稳压器了。在未发明二极管前,摩托车只能采用复杂的激磁直流发电机,使用机械调压 , 就是用继电器调节激磁电流的大小,是一种简单的开关调压电路。二极管发明后,人们试着采用简单一点的激磁交流发电机,同时用机械调压,后来慢慢用电子调压替代了它。这就是现在汽车上用的调压方式。为什么早期摩托车要用结构复杂的激磁交流发电机而不用结构简单小巧、故障率极低的永磁交流发电机呢?因为永磁交流发电机的磁场与线圈是固定的,输出电压和频率随发动机转速变化而成正比变化,范围极宽,无法象激磁交流发电机一样用调整激磁电流大小的方法从内部调节输出电压的大小,只能发出电压后再予以稳压,以当时的技术条件无法实现。但后来因小功率永磁交流发电机结构简单,故障率少,还是被广泛用到了摩托车上。最早的永磁交流发电机用整流稳压器是不带稳压功能的,只有四个二极管,即全波整流,它全靠电瓶稳压(如 XF250 )。发电机发出的交流电经过二极管桥式整流直接给电瓶充电,充电电压就是发电机输出电压,随转速变化很大,电压跟电流都远远超过电瓶正常的充电电压和电流,由于电瓶特有的稳压性能,所以电压能够稳定在合适的范围,但这是以电瓶的寿命为代价的(一般一年就损坏了,而电瓶的设计寿命为三年)。发动机运转当中,如果电瓶突然断开,所有用电设备便会即刻烧毁,而且随着时间的推移,电瓶稳压性能逐渐失去,电压逐渐升高,很容易烧毁用电设备。因全波充电容易过充,就出现了半波充电,即只有一个二极管的整流器。因半波充电晚上电力不足,所以大灯只能由发电机交流直接供电,如早期的铃木 A100 、本田 CG125 等。半波充电也存在着问题:白天行驶时,电瓶仍然过充,于是就在照明线上接有泄流电阻,将电流通过电阻发热泄放掉,以免电瓶早期损坏(但也不能用密封电瓶,否则极易充坏);晚上,低速时大灯昏暗,而且灯光随着转速变化而变化,照明效果不理想,眼睁睁看着电能浪费,而灯光依然暗淡。随着科技的发展,出现了电子整流稳压器。这种整流稳压器采用并联方式稳压,也就是削波短路稳压。如 12V 车型,当输出电压高过 15V 时,可控硅导通,输入电流通过可控硅下地,输出电压不再升高,仍保持 15V ;当负载用电导致输出电压下降,低于 15V 时,可控硅截止,输入电流供给负载,如此反复,使电压保持 15V 。这种方式使永磁交流发电机的稳压有了长足的进步,也使摩托车性能有一个质的提高,不论是电瓶寿命,还是灯光亮度都得到了很好的控制,达到比较满意的效果。电子整流稳压器分为全波和半波稳压。全波整流稳压器同时对正负半波进行削波稳压,将输出的正半波和负半波都利用来给整车及电瓶供电,能量充足,故可使用像汽车一样的直流照明(如 FXD125 、 QJ125 、铃木王等)。半波整流稳压器对负半波进行削波达到稳压的目的,而将输出的正半波用来给电瓶充电,此稳压整流器供电能力较差,不能使用直流照明,只能使用灯光亮度随转速变化而变化的交流照明方式(如豪迈 125 、嘉陵 70 、 AX100 ),但电瓶耐用。我们顺便提一下,摩托车不管是交流供电还是直流供电,使用的发电机功率基本一样,只是接线方式和使用的整流器不同而已。如要将交流供电改为直流供电,只需换个整流器并改一下线路即可(小功率发电机除外)。很多车发电量大,使用改进后的开关稳压半波整流器,怠速灯光也很亮,就没有必要改直流了。这里还特别要谈一下全波整流稳压器上检测线的作用。大家知道,这根检测线是接到电门锁出线上,用来检测线路上的电压值的。当晚上开灯时,由于线路上有损耗,电瓶电压与线路电压有差别,线路电压低于 15V 时,整流稳压器自动提高稳压数值,使线路电压始终维持 15V 。从设计角度来看考虑很周全,但实际中许多电瓶因线路压降太大造成检测失误致使充电电压过高而损坏。这是很多修理人员所忽视的问题。

十、交流稳压原理?

交流稳压的原理是稳定当检测到输出电压或电流超出稳压器的控制范围时。控制电路将控制输出保护装置关闭输出以保护用电设备,而输出保护装置在正常时与输出相连,受电装置可以获得稳定的电压供应。

顶一下
(0)
0%
踩一下
(0)
0%
相关评论
我要评论
点击我更换图片