AC220V到DC110V设计方案问题

zzj6886

我想用AC220V电源经桥式整流后直接接大电容滤波,再经MOSFET管调整后得DC110V20A电源给直流电机供电,现在有几个问题想和大家讨论一下:
1、这个方案可行吗?
5 O$ \% ^1 k6 Y% S$ w2、大电容容量如何确定?电容太大后会不会对供电系统产生大的电流冲击?
3、MOSFET用IR250,600V25A,其驱动用IR2811,可行否,大家有更好的建议吗?
4、PWM控制器用TL494.
0 ?& z! V3 u8 b2 c9 {1 A5、由一稳压管提供基准电压,由两个电阻串联组成输出电压采样电路.，由LM158对电压误差信号作比例运算控制TL494的模拟输入，从而形成环控制。
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敬请各位高手指教!

% Y. D3 L% v# F) ~[ 本帖最后由 bdblbyq 于 2007-10-10 11:11 编辑 ]

zhous_ch

我也来讨论：
1。因搂主未给出具体的电路图（或部分原理图），因而也只能在此谈些看法：
2 x& U& G7 @: e( y& s8 _8 C2。对于第1点：“这个方案可行吗?”，不同的电路拓扑结构，就有不同的运行方式。现缺电路图就很难下个定论！
3。按现给出的条件：
) M" g, @5 B3 p( k1 ?' H对于第2点前半个问题，可由二个办法来解决。
其一：可用经验值来估算
1 {$ u& C& [( N7 t3 k  Z      按照已给定的输入电源220VAC（应考虑有±20%的波动电压），经桥式整流后直接接大电容滤波，每输入功率瓦约需1μf的电容量。并从给定的输出功率得知为2200瓦，折算到输入功率约（现取η=0.78）2684瓦，则可取此电容量约为2200μf~3000μf。
5 W8 j2 I: I: O( {其二：可按以下的图1详细计算获得，即：从电容滤波后的纹波电压范围的大小来测算。计算过程略。
4。对于第2点后半个问题
" V! J; B+ {  T0 M      一般在电源的输入回路中串接一个合理并匹配的NTC器件，就可简单地避免对供电系统造成涌浪电流的冲击。
7 z3 E0 p* N0 w* j* ]/ y) R  }5。对于第3点：MOSFET的选用，也因未给出具体的接法，不好妄下定论。
0 i, Z% T; C2 _: o/ h# _6。还有你选用储能转换器件吗？是否需强电隔离？
7。另未给定直流电机的运行参数，所以不知你设计变换后的“110VDC/20A”电源，此电源输出容量是否已包含了直流电机的启动电流（启动电流值一般取值为3~6倍的直流电机额定运转电流值）的恶劣工况条件。否则还得加大直流输出值！
8。又因接的是直流电机（感性负载），所以一定要注意直流输出端口的保护。其简易方法见图3，保护原理是：D1可阻断由直流电机产生的高电压向直流输出端口的冲击，D1和D2的串联可吸收直流电机产生的反向电压。
9。对于上述6~8点，都直接关系到电子开关式降压器的制作品质和用电安全，并涉及到很具体的又关联影响到整个的设计方案和设计参数的配置，在这里只能搁笔。
9 P+ N8 F3 O/ s6 s# W2 ?10。我建议还是选用IR公司的智能电源模块控制芯片，除有TL494基本的PWM调制所需的基本功能外，它有其它比较先进的控制功能。如：绿色模式、软启动、过载保护、过流保护、过压保护、过热保护等特性，这是TL494早期的PWM控制器没有的，可考虑使用！
11。你可到www.irf.com.cn查找和选用适合的智能电源模块控制芯片并有应用实例提供。
12。对于第4、5点，由于我是主张使用智能电源模块控制芯片，所以也只好略谈了。
3 Q' Z! k; f8 O, v13。以上仅表个人意见，还望搂主见谅。
7 P1 [& w2 o1 `14。也望大伙一起来参与、探讨和发表自己的主见。

8 s5 K6 C  z, s6 m" p& A7 U, @[ 本帖最后由 zhous_ch 于 2007-9-18 20:26 编辑 ]

mtu12v

根据搂主所述，应该是开关电源,控制芯片采用 TL494, 驱动采用 IR2811, 功率管使用 600V25A。
TL494 控制应无问题，600V 的 MOSFET 应该接成半桥或全桥耐压才够，25A 的 MOSFET 采用半桥电路输出功率达不到，采用全桥拓扑结构达到110V25A的输出功率也有困难，恐怕需选用更大电流的管子。
& Y5 R1 l' Z7 t
开关电源比较复杂，尤其是搂主所述的大功率电源，里面技术细节需要经验积累。

zzj6886

近来较忙，才看到各位高手的回复，近两天我将我设计的电路图上传给大家分析。
祝各位国庆快乐！！

zzj6886

根据所查资料，电路较开始的构想作了一些变动，另外，针对楼上两位DX的改进意见，现将本人设计的直流控制电源及直流驱动电源电路上传给大家，希望大家指评！！

, I9 a. x" p! t+ l+ U直流控制电源主要用于给各种集成电路供电，直流驱动电源主要给两台直流伺服驱动器供电，由直流伺服驱动器驱动直流电机运转，直流电机为400W/160V，驱动器电路正在设计中，到时候也可以和大家共享交流。
& v2 @+ v1 N& m
[ 本帖最后由 zzj6886 于 2007-10-9 14:47 编辑 ]

mtu12v

个人感觉
' T5 \5 j: Q' D. ~4 g- wDC24V.JPG 中
+/- 12V 电路中
FV1,FV2,FV3,FV4,FV5,FV6,FV7,FV8,FV9,FV10,FV11,FV12 多余，可不用。
+5V 电路中
9 p% [( y; q, h( |. c9 s, d5 cFV13,FV14,FV15,FV16 多余，可不用。
* U1 G4 B6 a* S+3.3V 电路中
FV17,FV18 多余，可不用。

mtu12v

个人感觉
DC160V.JPG 中
# ~/ E& O( O7 ^) D+ i# Q既然已经使用了变压器 TM1,就没必要再使用开关电源方案，可直接
将220V 变压整流得到非稳压的160V,一般情况下满足使用要求。

zzj6886

1、加那些东东主要是为了增加电路的保护性，比如抗静电及其它尖峰电压干扰。
6 Q5 I1 N+ ?# s, y2、如果不用稳压，我担心会对伺服系统造成干扰。现在要考虑的是这两个电路有没有什么缺陷，能不能实现预期的功能。

cylzwx

用隔离型全桥驱动型开关电源方案.自己要改N2,N3匝数电流.
, W& h/ Q/ I# p+ h
[ 本帖最后由 cylzwx 于 2007-10-11 08:47 编辑 ]

zzj6886

楼主能不能说详细点啊？
/ G$ w* x$ v3 [0 ^4 v# ^) S! u最好有图，呵呵...

zhous_ch

以我之见（仅对二张电源图作探讨）：  
- }+ M5 z2 U  [1 L' U1．“DC160V.JPG”中TM1仅作隔离变压器（1：1），它是工作在工频（50Hz），按现功率计算这个变压器是较大的。对于AC/DC开关电源实是多余，它仅起隔离作用而无抗干扰作用。多花钱还占体积，实在没有必要。
( h/ P; G% H$ Q  F* U: C( B; y2．7楼说的建议是否可考虑一下：“既然已经使用了变压器 TM1,就没必要再使用开关电源方案，可直接将220VAC变压并整流得到非稳压的160VDC,一般情况下满足使用要求。”
3．“DC160V.JPG”中FV7、FV8不应选用稳压管，而是快复二极管并用一个就行了。
3 ?9 v/ y* K. q4 S4．“DC24V.JPG”中FV9、FV10、FV15、FV17也不应选用稳压管，而是快复二极管。
: {# S3 m/ I% d8 o6 n! P, l5．“DC160V.JPG”中L2的电感量（10mH）选得太大，一般选用0.2~2 mH就够了，否则会造成开关转换失效。它是与V1的开关频率有关。开关频率选得越高，L2的电感量就小，反之开关频率选得越低，L2的电感量就大。
6．再则：驱动二个直流电机，是否有必要选用开关电源？ 而且需要自制，我认为没必要这样做（除非想研究或试制）。
  t6 f/ B& B, X  `7．你可以购买现成的电源产品来使用，如：可控硅电子调功器（直流输出型的）、大功率的AC/DC开关电源（输出为高电压大电流的）。
8．“DC24V.JPG”中还有好多种辅助电源，不知派何用？太复杂了，我建议还是选用智能电源模块控制芯片，可省却辅助电源和不少元器件。
9．现提供一张IR公司的产品，此图为300W的升压电路（供参考和借签之用）。
  P% ?8 @- i  k1 ^$ P10.  如果：把图中的Q1_D、S极移位至L2之前并相串接，添加IR2110去控制Q1_G极，再把D2也去掉，就能转变成降压电路了！
11．图1为产品数据表，图2为电路原理图，图3为产品实物图。
12。之所以推荐此图，其目的就是图中有好多元件的选择及参数设置是如何处理的，绝对有参照和对比价制。

- i0 w) l5 G4 @# b  p- d. G$ e[ 本帖最后由 zhous_ch 于 2007-10-12 19:13 编辑 ]

zzj6886

非常感谢9楼、11楼两位兄弟的指教！
+ R' l, g1 T( L$ E: F1、上述两图只是我整个系统中的电源部分，最终电源地和信号地要共地并与安全地（即大地）共连，所以，必须和交流电源隔离。
; K5 f; O* ]0 ?& K2、直接整流得到如果想获得较大功率，比如本系统的峰值功率可能达到1.2kw，而且，要给伺服系统供电，象这种动态负载的场合，如果想在全功率范围内获得较好的直流性能，那得需要多大的电容啊？
, ?5 x2 t" c' T3、同意楼主说法，这点考虑有误，另，FV不是稳压管，而是瞬态电压抑制二极管。:)
4、同上，但也应可用瞬态电压抑制二极管。:)
8 a* |9 S- M% |  y$ M5、这个参数没计算，因为没顾得上找相关资料，楼主能不能提供点，呵呵...
+ a# l3 E  @& W4 M9 ]6、不幸被楼主言中，呵呵....，以前没搞过这方面的东东，心里一直痒痒的，现在正好有这个机会，正想研究研究，呵呵....:loveliness:
9 G8 |. ?" ]2 x" {  s  `7、谢谢你的建议，作为后备手段吧。:)
5 H+ Q/ R5 ^( y2 i" M* X8、+3.3V用于单片机系统，+5V用于接口电路，+15V-15V用于运放电路。这样可能会省点钱，呵呵...:loveliness:
9、谢谢你的资料，

zzj6886

怎么没人关注了呢？
请高手们继续讨论啊！