升壓電路范文
時(shí)間:2023-03-21 16:49:36
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篇1
(北京化工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,北京100029)
摘要:為了克服傳統(tǒng)直流升壓電路體積大、能耗大的缺點(diǎn),設(shè)計(jì)一種基于NE555的直流升壓電路。該電路具有功耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、變換效率高等特點(diǎn)。利用Proteus電路仿真技術(shù),對(duì)該直流升壓電路模型進(jìn)行仿真分析。通過(guò)改變影響直流升壓電路輸出的兩個(gè)關(guān)鍵因素,得到電路輸出電壓的變化規(guī)律。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,設(shè)計(jì)電路達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在保持脈沖頻率和儲(chǔ)能電感的電感量一定的情況下,負(fù)載電阻和控制脈沖的占空比的增加,將導(dǎo)致電路輸出電壓增大。
關(guān)鍵詞 :直流升壓電路;電路模型;電路仿真技術(shù);Proteus
中圖分類號(hào):TN782+.3?34;TP62+1;TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1004?373X(2015)18?0144?03
低功率直流升壓原理應(yīng)用廣泛,常應(yīng)用于電路開(kāi)關(guān)控制器和直流電源的設(shè)計(jì)[1?2]。直流升壓電路分為隔離型和非隔離型兩種,傳統(tǒng)直流升壓電路采用電磁感應(yīng)變壓器的隔離型電路,具有體積大、能耗大的缺點(diǎn)。非隔離型直流升壓電路又分為電容型和電感型,電容型電荷泵倍壓轉(zhuǎn)換電路輸出電壓的范圍有限,未獲得廣泛應(yīng)用。本文設(shè)計(jì)了一種基于NE555 的電感式非隔離型直流升壓電路,NE555 無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路能產(chǎn)生頻率和占空比可調(diào)的脈沖信號(hào),可將直流5 V電壓升高至所需直流電壓,適合作為直流升壓電路的開(kāi)關(guān)電路。
1 系統(tǒng)組成與原理
直流升壓電路系統(tǒng)主要由電源、開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生器、開(kāi)關(guān)三極管、儲(chǔ)能電感和整流二極管等器件組成,如圖1所示。
系統(tǒng)的工作原理為:NE555輸出脈沖信號(hào)控制三極管Q1的通斷。Q1導(dǎo)通,電源流入的能量?jī)?chǔ)存于電感中;Q1從導(dǎo)通到截至的瞬間,電感另一側(cè)將產(chǎn)生高于電源電壓的瞬時(shí)脈沖。此脈沖經(jīng)整流后給電容C7充電,輸出放大的低功率電壓。
2 電路分析
根據(jù)多諧振蕩電路原理[3],基于NE555的無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路設(shè)計(jì)如圖1左半部分所示。通電后,NE555的2腳電壓小于1 3 VCC,3腳輸出高電平,內(nèi)部放電管截止,使7腳掛空,電源VCC 通過(guò)R1 和R2 對(duì)電容C1 充電;當(dāng)C1 充電到2 腳電壓大于2 3 VCC 后,3 腳輸出變?yōu)榈碗娖剑瑑?nèi)部放電管導(dǎo)通,7 腳接地,電容C1 通過(guò)R2 對(duì)地放電,2腳電壓下降;當(dāng)2腳電壓下降到小于1 3 VCC 后,電源VCC 又通過(guò)R1 和R2 對(duì)電容C1 充電,使2 腳電壓上升。循環(huán)過(guò)程中,3腳將輸出方波信號(hào):
式中:tL 為低電平持續(xù)時(shí)間;tH 為高電平持續(xù)時(shí)間;q 為輸出方波占空比;f 為輸出方波頻率。
穩(wěn)態(tài)下,忽略管子的導(dǎo)通壓降,一個(gè)周期T 內(nèi)電感L兩端壓差u 對(duì)時(shí)間的積分為零,即:
式中:ton 為電感的充電時(shí)間;toff 為電感的放電時(shí)間;Uo為輸出電壓;Ui 為輸入電壓。若電感的充放電時(shí)間等于控制脈沖的高低電平持續(xù)時(shí)間,由式(3),式(5)可得:
保持脈沖信號(hào)頻率和電感量不變,作為電感升壓的決定因素,電感電流主要受NE555發(fā)出的控制脈沖和輸出負(fù)載R6影響。
(1)脈沖信號(hào)頻率不變,占空比變化
當(dāng)脈沖信號(hào)占空比增加時(shí),三極管的導(dǎo)通時(shí)間增加,這將導(dǎo)致電感電流峰值增加,而電感放電時(shí)間減少了。穩(wěn)態(tài)時(shí),電感另一側(cè)存在微弱感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ud,由式(5)可知:
式中:T 不變,Ud 遠(yuǎn)小于Ui ,toff 減小,輸出電壓將升高。
當(dāng)脈沖信號(hào)占空比降低時(shí),三極管導(dǎo)通時(shí)間減少,電感電流峰值降低,三極管截止時(shí)間增加。穩(wěn)態(tài)時(shí),電感電流降至零后出現(xiàn)短暫停滯。電感峰值電流減小,充放電時(shí)間比相對(duì)降低,輸出電壓將降低。
(2)輸出負(fù)載電阻變化
當(dāng)輸出負(fù)載電阻R6減小時(shí),輸出負(fù)載電流增加。當(dāng)三極管即將導(dǎo)通時(shí),電感電流仍未下降至零,電感另一側(cè)仍存在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ud,由式(5)可知:
ton 和toff 不變,輸出Uo 將降低。
當(dāng)輸出負(fù)載電阻R6增大時(shí),電感放電時(shí)間變短。當(dāng)電感放電結(jié)束時(shí),三極管仍處于截止?fàn)顟B(tài),導(dǎo)致電感電流降至零后出現(xiàn)短暫停滯。由式(6)可知,穩(wěn)態(tài)下,當(dāng)ton 不變,toff 減小時(shí),輸出電壓將升高。
3 電路仿真與實(shí)驗(yàn)
3.1 電路仿真
為直觀了解本直流升壓電路的特性,用Proteus 構(gòu)建仿真模型,進(jìn)行仿真測(cè)試[4?5]。其輸出電壓Vout波形如圖2所示,測(cè)得穩(wěn)態(tài)輸出電壓Vout為15.3 V。
穩(wěn)態(tài)下,三極管Q1的基級(jí)電壓VQ 波形如圖3所示,周期為0.035 ms,高電平持續(xù)時(shí)間為0.024 ms,符合理論計(jì)算。通過(guò)電感L1的電流I1波形如圖4所示,其波形變化與VQ波形相對(duì)應(yīng),符合理論分析。
(1)保持脈沖信號(hào)頻率不變,占空比變化
脈沖信號(hào)頻率不變,占空比變?yōu)?0%。穩(wěn)態(tài)輸出電壓Vout 為38.2 V,電流I1 波形圖如圖5(a)所示。脈沖信號(hào)頻率不變,占空比變?yōu)?2%。穩(wěn)態(tài)輸出電壓Vout 為12.3 V,電流I1波形圖如圖5(b)所示。
(2)輸出負(fù)載電阻變化當(dāng)負(fù)載電阻R6 為68 Ω時(shí),為降低RC 低通濾波上限截止頻率,將C8 增至100 μF,穩(wěn)態(tài)輸出電壓Vout 為9.52 V,電流I1 波形圖如圖6(a)所示。當(dāng)輸出空載,即沒(méi)有R6,C8為10 μF時(shí),穩(wěn)態(tài)輸出電壓Vout 為40.5 V,電流I1波形圖如圖6(b)所示。
由仿真分析可知,在保持脈沖頻率和電感量不變的情況下:負(fù)載電阻不變時(shí),增加脈沖信號(hào)占空比,將導(dǎo)致輸出電壓升高;脈沖信號(hào)占空比不變時(shí),增大負(fù)載電阻,將導(dǎo)致輸出電壓升高。
3.2 實(shí)驗(yàn)分析
根據(jù)圖1 所示電路原理圖,搭建實(shí)驗(yàn)電路,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。根據(jù)仿真測(cè)試內(nèi)容,通過(guò)改變?cè)骷瑴y(cè)得不同情況下的穩(wěn)態(tài)輸出電壓數(shù)據(jù)。穩(wěn)態(tài)輸出電壓仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)照數(shù)據(jù)表如表1所示。
由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見(jiàn),輸出電壓變化規(guī)律與理論分析一致。由于實(shí)際電路有一定電路損耗,輸出電壓略低于仿真結(jié)果。
4 結(jié)語(yǔ)
本文設(shè)計(jì)了一種基于NE555的直流升壓電路,利用Proteus 軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真分析,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明,在保持脈沖頻率和儲(chǔ)能電感的電感量一定的情況下,通過(guò)合理選擇電路中的各器件參數(shù),可以得到所需的低功率直流電壓。
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篇2
【關(guān)鍵詞】職業(yè)生涯規(guī)劃 ,大學(xué)生, 職業(yè)價(jià)值觀 ,現(xiàn)狀與對(duì)策
【 abstract 】 in various work of the rapid development of the field at the moment, the market higher education to meet the needs of the growing and change, the higher education system reform and open. But, with the deepening of the reform of the graduates' employment and change the way of, the career planning of the college students is particularly important. This paper mainly summarizes the meaning of career planning of college students' employment and social significance of, and the current situation of college students' career planning of the paper, and to put forward the corresponding countermeasures and Suggestions.
【 key words 】 career planning, college students, the professional values, present situation and the countermeasures
中圖分類號(hào):C913.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
隨著各大高校的擴(kuò)招,高校畢業(yè)生的就業(yè)工作遇到了巨大的挑戰(zhàn),解決大學(xué)業(yè)生就業(yè)問(wèn)題,成了社會(huì)輿論的熱點(diǎn)和高校及相關(guān)部門工作的焦點(diǎn)。許多高校在學(xué)生畢業(yè)前夕,通過(guò)各種形式(如組織各種就業(yè)洽談會(huì)、見(jiàn)面會(huì),建立就業(yè)網(wǎng),開(kāi)展了網(wǎng)上求職、對(duì)口溝通等多種新形式)來(lái)提高畢業(yè)生的就業(yè)率。此外,各級(jí)政府和社會(huì)各界也就高校畢業(yè)生的就業(yè)問(wèn)題,采取了相應(yīng)的對(duì)策。同時(shí),在認(rèn)清了這種嚴(yán)峻的就業(yè)形勢(shì)后,大學(xué)生本身的的就業(yè)觀念也逐步發(fā)生著深刻的變化,他們從以往的只局限于正式的就業(yè)崗位中走了出來(lái),逐漸開(kāi)始接受各種各樣的就業(yè)崗位。自主創(chuàng)業(yè)、合作創(chuàng)業(yè)也逐漸變得大眾化,成為畢業(yè)大學(xué)生就業(yè)的潮流。
針對(duì)目前的大學(xué)生職業(yè)生涯規(guī)劃問(wèn)題,解決措施應(yīng)從教育的全過(guò)程抓起。許多大學(xué)生在當(dāng)初高考填報(bào)志愿時(shí),選擇專業(yè)時(shí)帶有一定的盲目性。因此我認(rèn)為,在學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)時(shí),高校應(yīng)該指導(dǎo)大學(xué)生樹(shù)立正確的就業(yè)觀,指導(dǎo)他們逐步完成對(duì)自己職業(yè)生涯的規(guī)劃。但從現(xiàn)狀來(lái)看,此項(xiàng)工作開(kāi)展的并不容樂(lè)觀,在對(duì)我校大學(xué)生的調(diào)查中顯示,大部分學(xué)生對(duì)自己將來(lái)的職業(yè)并沒(méi)有具體的規(guī)劃。在大學(xué)期間,大學(xué)生對(duì)自己的發(fā)展規(guī)劃不明確,不能運(yùn)用職業(yè)設(shè)計(jì)理論,規(guī)劃未來(lái)的工作與人生發(fā)展方向,這種情況嚴(yán)重影響了學(xué)生對(duì)就業(yè)的提前準(zhǔn)備和準(zhǔn)確定位,甚至影響對(duì)工作的適應(yīng)性。所以,大學(xué)生的職業(yè)生涯規(guī)劃就成為了亟待解決的問(wèn)題。
大學(xué)生職業(yè)生涯規(guī)劃是指大學(xué)生根據(jù)自身情況,結(jié)合發(fā)展機(jī)遇,對(duì)決定個(gè)人職業(yè)生涯的主客觀因素進(jìn)行分析、測(cè)評(píng)和總結(jié),確定其事業(yè)奮斗目標(biāo),選擇合適的職業(yè),制定相應(yīng)的教育和培訓(xùn)計(jì)劃,并對(duì)每一步驟的時(shí)間、項(xiàng)序和方向作出合理的安排。大學(xué)生職業(yè)生涯規(guī)劃是通過(guò)大學(xué)生的自我認(rèn)識(shí),進(jìn)行自我肯定并自我成長(zhǎng),最終達(dá)到自我實(shí)現(xiàn)的個(gè)人發(fā)展過(guò)程
能夠合理、有效地做好職業(yè)生涯規(guī)劃,是大學(xué)生通向成功的第一步。它可以使大學(xué)生充分地認(rèn)識(shí)自己,突破生活的格線,塑造清新充實(shí)的自我,清晰分析客觀環(huán)境,正確選擇職業(yè),采取有效的措施克服職業(yè)生涯發(fā)展中的各種困擾,從而實(shí)現(xiàn)自己的理想。大學(xué)生要想在最短的時(shí)間內(nèi)適應(yīng)社會(huì),在紛繁復(fù)雜的職業(yè)世界中找到適合自己的職業(yè)并不斷探索,就必須對(duì)自己的人生進(jìn)行合理的職業(yè)生涯規(guī)劃。從學(xué)校走向社會(huì),大學(xué)生將會(huì)面對(duì)一個(gè)全新的世界,在這個(gè)社會(huì)里,使大學(xué)生能夠立足的是所選職業(yè),它不僅是生活的基礎(chǔ),更重要的是它所體現(xiàn)出每個(gè)人存在的價(jià)值。
一、當(dāng)前大學(xué)業(yè)職業(yè)生涯遇到的現(xiàn)狀
(一)職業(yè)生涯規(guī)劃意識(shí)淡薄
通過(guò)對(duì)應(yīng)屆畢業(yè)生的問(wèn)卷調(diào)查和座談,我們發(fā)現(xiàn),在校大學(xué)生普遍缺乏職業(yè)生涯規(guī)劃意識(shí),他們對(duì)制作簡(jiǎn)歷、寫自薦信、搜集就業(yè)信息、準(zhǔn)備面試、就業(yè)基本禮儀等常識(shí)性問(wèn)題了解甚少,表現(xiàn)為求職過(guò)程中沒(méi)有目標(biāo)和想法,看到需求就投簡(jiǎn)歷。在與用人單位溝通時(shí),過(guò)分關(guān)注經(jīng)濟(jì)利益,而不考慮職業(yè)前景與長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展,更不考慮個(gè)人的能力和優(yōu)劣勢(shì),擇業(yè)盲目。目前,大學(xué)生職業(yè)生涯規(guī)劃問(wèn)題越來(lái)越受到各高校的重視,但其普及面還不夠廣。.生涯設(shè)計(jì)公益網(wǎng)職業(yè)規(guī)劃據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示,61.7%的學(xué)生希望在大學(xué)期間獲得有關(guān)職業(yè)生涯規(guī)劃的服務(wù);87.2%的學(xué)生對(duì)學(xué)校開(kāi)展的職業(yè)生涯規(guī)劃教育感到不滿意或僅僅是一般。高校并沒(méi)有在大學(xué)期間對(duì)大學(xué)生進(jìn)行充分的職業(yè)生涯規(guī)劃,導(dǎo)致大學(xué)生渴求職業(yè)生涯規(guī)劃方面的知識(shí),但卻沒(méi)有機(jī)會(huì)系統(tǒng)地學(xué)習(xí)。
(二)職業(yè)生涯規(guī)劃定位不準(zhǔn)確
相當(dāng)部分學(xué)生的就業(yè)期望值過(guò)高,缺乏對(duì)自身的準(zhǔn)確定位,在擇業(yè)過(guò)程中普遍追求“三大”(大城市、大企業(yè)、大機(jī)關(guān))、“三高”(高收入、高福利、高地位),致使人才流動(dòng)呈現(xiàn)不均衡現(xiàn)狀。這表明,學(xué)生在擇業(yè)過(guò)程中,不能充分了解自己的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì),無(wú)法準(zhǔn)確對(duì)自身和職業(yè)定位,缺乏職業(yè)生涯規(guī)劃的自主意識(shí)。
(三)規(guī)劃盲目,短視行為傾向明顯
篇3
關(guān)鍵詞:繼電保護(hù) 電流回路 電壓回路 控制信號(hào)回路 電氣閉鎖回路
中圖分類號(hào):TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2015)10(c)-0075-02
對(duì)于發(fā)電廠,其運(yùn)行方式比較靈活,大部分發(fā)電廠在廠內(nèi)由變壓器、高壓母線、高壓配電裝置以及傳輸線構(gòu)成了升壓站。相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置以及遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備構(gòu)成了升壓站的二次系統(tǒng)。將二次設(shè)備互相連接起來(lái)對(duì)一次設(shè)備實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)、控制以及保護(hù)功能的電氣回路即為二次回路。
1 二次回路的分類及作用
按照電源性質(zhì)分類,二次回路可以分為交流電流回路、交流電壓回路以及直流回路。按照用途分類,二次回路可以分為測(cè)量回路、開(kāi)關(guān)控制信號(hào)回路、操作電源回路以及電氣閉鎖回路。以往發(fā)生的繼電保護(hù)事故中,二次回路出現(xiàn)故障常常是根本原因,二次回路對(duì)電力生產(chǎn)的正常運(yùn)行具有重要影響。若線路保護(hù)接線錯(cuò)誤,當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí),將導(dǎo)致該跳閘的斷路器拒動(dòng),不該動(dòng)作的斷路器卻誤動(dòng),擴(kuò)大了事故范圍,嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)瓦解。若測(cè)量回路出現(xiàn)問(wèn)題,則會(huì)在電能的計(jì)量上出現(xiàn)差錯(cuò),對(duì)于電費(fèi)的計(jì)算將出現(xiàn)問(wèn)題。由此可見(jiàn),二次回路在電力生產(chǎn)過(guò)程中,對(duì)于系統(tǒng)的安全以及電能計(jì)量方面都具有重要作用。該文對(duì)幾類較為重要的回路進(jìn)行分析。
2 幾種重要二次回路分析
2.1 電流回路
電流回路為電流互感器(CT)的二次側(cè)引出來(lái),經(jīng)過(guò)二次電流元件電流線圈的所有回路。電力二次回路電纜的路徑是從電流互感器接線盒到斷路器端子箱,然后由斷路器端子箱經(jīng)電纜溝到達(dá)繼保室相應(yīng)的保護(hù)、測(cè)量以及計(jì)量屏柜。其原理圖如圖1所示。
電流回路需要注意下述要求。電流互感器二次繞組的二次接線必須正確。一個(gè)電流互感器的二次回路必須只能是一點(diǎn)接地。電流回路所用電纜截面要符合CT工作準(zhǔn)確等級(jí)相應(yīng)的要求。二次回路一般不設(shè)置切換,如果需要切換,則要做好防止電流回路開(kāi)路的措施。在驗(yàn)收和維護(hù)過(guò)程中,要重點(diǎn)檢查CT變比、容量以及準(zhǔn)確度是否符合設(shè)計(jì)要求。檢查CT各次繞組的連接方式、極性、相別標(biāo)示是否正確。
電流互感器二次回路的檢驗(yàn)要點(diǎn)為,對(duì)于差動(dòng)保護(hù),電流回路的相對(duì)極性關(guān)系以及變比務(wù)必準(zhǔn)確。對(duì)于帶方向的電流保護(hù)、距離保護(hù)等,特別注意電流回路的相別、極性以及保護(hù)方向必須正確。除保證接線正確外,電流回路連線必須牢靠。從端子相處到負(fù)載端測(cè)定電流回路的壓降和阻抗值,必須符合誤差要求。
2.2 電壓回路
電壓回路從電壓互感器(PT)二次側(cè)引出來(lái),經(jīng)過(guò)測(cè)量?jī)x器的電壓線圈。電壓回路一般從電壓互感器就地端子箱接到PT并列裝置,經(jīng)母線電壓切換/并列裝置切換后接到電壓小母線,然后各個(gè)線路間隔的保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量裝置再各自切換使用。其中母線電壓互感器隔離刀閘的輔助接點(diǎn)、各線路間隔母線隔離刀閘輔助接點(diǎn)以及母聯(lián)斷路器輔助接點(diǎn)控制電壓回路的切換、并列、解列等。電壓回路需要注意下述要求。電壓互感器二次繞組的二次接線必須正確。中性點(diǎn)小母線(N600)連通的幾組PT二次回路,只能在主控制N600一點(diǎn)接地,PT在開(kāi)關(guān)場(chǎng)地二次中性點(diǎn)的接地點(diǎn)要斷開(kāi)。為了保證接地點(diǎn)可靠,PT中性點(diǎn)不能接熔斷器或其他開(kāi)關(guān)。對(duì)于獨(dú)立的PT,則既可以在主控制一點(diǎn)接地,也可以在開(kāi)關(guān)場(chǎng)地一點(diǎn)接地。電壓互感器二次回路的檢驗(yàn)要點(diǎn)為,PT的變比、容量、準(zhǔn)確級(jí)、各繞組連接方式以及極性關(guān)系必須符合設(shè)計(jì)要求。電壓回路自PT二次側(cè)引出端到主控室電壓母線的直流電阻必須負(fù)荷要求,其電壓降不能超過(guò)額定電壓的3%。
2.3 斷路器操作信號(hào)回路
斷路器操作機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)分閘和合閘,保護(hù)裝置對(duì)斷路器分合位進(jìn)行監(jiān)視。測(cè)控裝置給操作機(jī)構(gòu)發(fā)分合閘命令,操作機(jī)構(gòu)執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。斷路器常閉輔助接點(diǎn)并聯(lián)接入測(cè)控裝置的信號(hào)開(kāi)入端子,給出斷路器分閘位置發(fā)信,當(dāng)斷路器斷開(kāi)時(shí)報(bào)“分閘”信號(hào)。斷路器常開(kāi)輔助接點(diǎn)串聯(lián)接入測(cè)控裝置的信號(hào)開(kāi)入端子,給出斷路器合閘位置發(fā)信,當(dāng)三相斷路器都處于合閘位置后,報(bào)“合閘”信號(hào)。
斷路器本體信號(hào)回路,對(duì)斷路器本體的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視,包括“彈簧未儲(chǔ)能”信號(hào)、“SF6壓力低告警”信號(hào)、“SF6壓力低閉鎖”信號(hào)、“斷路器非全相動(dòng)作”信號(hào)等。斷路器壓力降低到閉鎖設(shè)定值以下時(shí),斷路器機(jī)構(gòu)箱內(nèi)壓力繼電器將動(dòng)作,給測(cè)控裝置發(fā)壓力低閉鎖信號(hào),通過(guò)二次回路控制保護(hù)閉鎖重合閘。
通常利用傳動(dòng)試驗(yàn)檢驗(yàn)分合閘回路、防跳回路、三相不一致回路、信號(hào)回路、遠(yuǎn)方/就地方式是否正常,包括以下試驗(yàn)步驟:斷路器就地分合閘傳動(dòng)試驗(yàn);斷路器遠(yuǎn)方分合閘傳動(dòng)試驗(yàn);斷路器三相不一致傳動(dòng)試驗(yàn);斷路器操作閉鎖功能試驗(yàn)等。
2.4 電氣閉鎖回路
電氣閉鎖回路是根據(jù)“五防”的要求,以實(shí)現(xiàn)防止誤操作的目的。以隔離開(kāi)關(guān)閉鎖回路為例,隔離開(kāi)關(guān)的操作必須受到對(duì)應(yīng)斷路器的閉鎖。在斷路器在合閘狀態(tài)下不能對(duì)隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行操作,以防止帶電誤操作隔離開(kāi)關(guān)。同時(shí)隔離開(kāi)關(guān)需要接受接地刀閘的閉鎖,在接地刀閘在合閘狀態(tài)時(shí),不能對(duì)隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行操作。對(duì)于操作閉鎖回路,其檢驗(yàn)方法為實(shí)際對(duì)斷路器、隔離刀閘、接地刀閘進(jìn)行操作,逐一驗(yàn)證各閉鎖回路的功能。
3 結(jié)語(yǔ)
繼電保護(hù)二次回路中,電流回路、電壓回路以及控制信號(hào)回路是最為重要的回路。該文對(duì)升壓站二次回路的分類進(jìn)行了介紹,聯(lián)系二次回路與一次設(shè)備之間的關(guān)系,對(duì)幾種二次回路的功能進(jìn)行了說(shuō)明。介紹了行業(yè)規(guī)程對(duì)各種二次回路的要求,給出了具體回路的調(diào)試要點(diǎn)。只有深入了解二次回路,對(duì)其采用正確的完整的調(diào)試方法,才能保證電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:高壓輸電線路,建設(shè),環(huán)境影響
中圖分類號(hào):TM723文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
1.線路施工的環(huán)境影響和防治措施
1.1噪聲
(1)施工過(guò)程中的施工噪聲和交通運(yùn)輸噪聲,這僅是暫時(shí)性的影響,只要在施工中采取一定的措施,事先與有關(guān)機(jī)關(guān)及當(dāng)?shù)鼐用癯浞謪f(xié)商,遵循有關(guān)法規(guī)和規(guī)定,控制施工時(shí)間,影響就會(huì)減少到最低限度。
(2)運(yùn)行中的輸電線路表面,由于附近的空氣電離會(huì)產(chǎn)生電暈,尤其在惡劣氣候下,交流線路的電暈活動(dòng)會(huì)顯著增加,并由此產(chǎn)生噪聲。
1.2輸電線路電磁污染
高壓輸電線路的特點(diǎn)是電壓高、頻率低。輸電線路的運(yùn)行電壓通常要比日常電器設(shè)備運(yùn)行電壓大3個(gè)數(shù)量級(jí)。50Hz的工頻在電磁頻譜中屬于極低頻,與廣播電視、微波通訊相比,要小5~10個(gè)數(shù)量級(jí)。輸電線路的電磁效應(yīng)主要是通過(guò)電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電暈等3種形式起作用的。
(1)輸電線路運(yùn)行時(shí),輸電導(dǎo)線上的電壓會(huì)在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)。交流輸電線路產(chǎn)生的電場(chǎng)雖然是交變電場(chǎng),但是因?yàn)槠漕l率極低,所以可用靜電場(chǎng)的一般概念來(lái)認(rèn)識(shí)。它同樣具有靜電場(chǎng)的普遍特性,即電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與導(dǎo)線上的電壓成正比。
一個(gè)般在超高壓輸電線路下的最大地面場(chǎng)強(qiáng)為5-10kV/m,而在自然界,晴朗天氣時(shí)大氣中的電場(chǎng)強(qiáng)度僅為130V/m左右(在雷暴雨等惡劣天氣的地面場(chǎng)強(qiáng)也會(huì)達(dá)到10kV/m)。
(2)輸電線路的磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小只與電流大小有關(guān),而與電壓無(wú)關(guān)。50Hz的工頻磁場(chǎng)很容易穿透大多數(shù)物體,如建筑物和人,且不會(huì)受到這些物體存在的干擾。
在日常生活中,彩色電視機(jī)或電炊具附近的磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.5~1.0mT。與之相比,500kV輸電線路下的最大地面磁場(chǎng)強(qiáng)度僅為0.035T,要小1~2個(gè)數(shù)量級(jí)。所以,對(duì)于220kV及以下的輸電線路來(lái)說(shuō),輸電線路所產(chǎn)生的磁場(chǎng)是比較弱的。
(3)輸電線路的電暈放電主要受線路本身特性的影響,如線路電壓越高,電暈放電就越強(qiáng)。線路導(dǎo)線直徑越大,電暈放電則越弱。導(dǎo)線的表面光潔度越高,電暈放電則越弱。同時(shí),它還受到環(huán)境因素的影響,如空氣污染越嚴(yán)重,電暈放電就越強(qiáng)。相對(duì)空氣密度越小,電暈放電就越弱。相對(duì)空氣密度越大,電暈放電就越強(qiáng)。風(fēng)速越大,電暈放電就越強(qiáng)。因此,在大氣環(huán)境質(zhì)量較差的地區(qū)和天氣比較惡劣的氣候條件下,輸電線路的電暈放電現(xiàn)象總是比較強(qiáng)烈的。
1.3電磁污染對(duì)環(huán)境的影響
1.3.1對(duì)通信線路的干擾和危害
輸電線路對(duì)通信線路的影響包括靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)。
由于靜電耦合作用,輸電線路的電場(chǎng)會(huì)在鄰近的通信線上產(chǎn)生感應(yīng)電壓,即靜電感應(yīng)。當(dāng)輸電線路與通信線路較近和三相導(dǎo)線換位不對(duì)稱時(shí),就會(huì)因?yàn)槿囔o電容量不平衡而在通信線中產(chǎn)生感應(yīng)電壓。如果此時(shí)雜音電平較大,超過(guò)了一定限度,就會(huì)對(duì)正常通信造成干擾。
同樣,輸電線路的磁場(chǎng)也會(huì)在鄰近的通信線路上產(chǎn)生感應(yīng)電壓,輸電線路的磁影響主要來(lái)自輸電線路中的諧波。因?yàn)橥ㄐ啪€路音頻通道的工作頻率為300~3400Hz,而輸電線路的許多諧波正好迭落在這個(gè)頻率范圍內(nèi),所以一般規(guī)定系統(tǒng)中的諧波等效干擾電壓低于系統(tǒng)額定電壓值的1%,才能符合要求。
通過(guò)多次實(shí)測(cè)和計(jì)算結(jié)果表明:在輸電線路50m以內(nèi),電場(chǎng)的影響較大,是干擾通信的主要因素,相比之下磁場(chǎng)的影響很小,可以忽略不計(jì)。隨著距離增大,電場(chǎng)的影響顯著下降。在距離100m以外,磁場(chǎng)影響就上升為主要因素,靜電影響則可忽略不計(jì)。
如果在通信線上的感應(yīng)電壓形成了短路電流,還可能危及人員、設(shè)備的安全。在輸電線路故障斷路或短路以及遭到雷擊時(shí),輸電電壓或電流就可能在瞬間升高幾倍,其影響足以對(duì)人員、設(shè)備構(gòu)成威脅,防止這類危險(xiǎn)的有效辦法主要還是依靠在系統(tǒng)中設(shè)置完善的保護(hù)裝置。
1.3.2對(duì)無(wú)線電、電視的干擾影響
輸電線路產(chǎn)生的工頻交變磁場(chǎng)隨距離的衰減是很快的,它的波長(zhǎng)與電視、微波相比要大得多。交流輸電線路就好象是個(gè)性能極差的“發(fā)射天線”,50Hz的低頻功率是無(wú)法發(fā)射出去的。但是,輸電線路電暈放電產(chǎn)生的無(wú)線電雜音卻具有很高的頻率,能傳播較遠(yuǎn)的距離。
現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果表明:在距輸電線路200m的地方,其干擾場(chǎng)強(qiáng)就小得可以忽略不計(jì)。無(wú)線電雜音的強(qiáng)度受氣象條件的影響很大,在惡劣天氣下的無(wú)線電雜音要比晴朗天氣強(qiáng)得多。因此,通常只有在惡劣的天氣下,無(wú)線電雜音才會(huì)對(duì)距輸電線路很近而且接收信號(hào)較弱的特殊住戶造成無(wú)線電和電視干擾。
2.對(duì)人類及其活動(dòng)的影響
2.1對(duì)人體的生態(tài)影響
電氣設(shè)備的電磁場(chǎng)對(duì)人體的影響可分為短期影響和長(zhǎng)期影響。短期影響表現(xiàn)為毛發(fā)顫動(dòng)和電擊2種形式。毛發(fā)顫動(dòng)和電擊這2種現(xiàn)象都是由人或車輛等導(dǎo)電物體上的感應(yīng)電壓和電流造成的,感應(yīng)電壓的大小主要與外電場(chǎng)的強(qiáng)度以及導(dǎo)電物體的外形尺寸成正比。所以,外電場(chǎng)的強(qiáng)度增大,人所感應(yīng)的毛發(fā)顫動(dòng)感亦隨之增加,甚至產(chǎn)生刺痛感。在9kV/m的場(chǎng)強(qiáng)下,大約20%的人會(huì)產(chǎn)生頭發(fā)刺痛感。在2~3kV/m的場(chǎng)強(qiáng)下,能感覺(jué)到頭發(fā)顫動(dòng)的人少于5%。毛發(fā)顫動(dòng)雖然不會(huì)造成人體損傷,但是其心理影響是不可忽視的。
電擊現(xiàn)象可以分為暫態(tài)電擊和穩(wěn)態(tài)電擊。暫態(tài)電擊發(fā)生在感應(yīng)帶電物體與接地物體相接觸的一瞬間,帶電物體上的積累電荷在瞬間釋放而造成電擊,即火花放電。暫態(tài)電擊的強(qiáng)弱主要取決于放電能量的大小,當(dāng)放電能量大于0.1mJ會(huì)使人感到刺痛。
當(dāng)放電能量達(dá)到0.5~1.5mJ時(shí),則會(huì)引起不自覺(jué)的肌肉反應(yīng)(如驚跳),但還不致于造成傷害。如果放電能量達(dá)到25~5OmJ時(shí),就會(huì)對(duì)人體造成損傷(如燒傷),超過(guò)此限就有生命危險(xiǎn)。在超高壓輸電線路下,由于人的體形尺寸有限,感應(yīng)電壓較低,接地時(shí)的電擊通常是十分微弱的,小于人的感覺(jué)水平。
電氣設(shè)備和高壓輸電線路對(duì)人體的長(zhǎng)期生態(tài)影響是個(gè)較復(fù)雜的問(wèn)題,要搞清其作用機(jī)理和影響程度,需要做長(zhǎng)期系統(tǒng)的輻射實(shí)驗(yàn)。而目前國(guó)內(nèi)外所進(jìn)行的此類研究還主要局限于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和對(duì)受影響人員的調(diào)查研究。
要避免電磁輻射對(duì)人體可能造成的危害,可以從設(shè)計(jì)和勞動(dòng)保護(hù)2個(gè)方面采取措施。在運(yùn)行中對(duì)工作人員采取局部屏蔽和限制工作時(shí)間等保護(hù)措施,也能起到減少電磁輻射的作用。
2.2對(duì)生活質(zhì)量的影響
噪聲和靜電感應(yīng)的影響是客觀存在的,在一定的范圍內(nèi)可能對(duì)公眾健康產(chǎn)生影響。由于一般人員不能進(jìn)入或靠近運(yùn)行中的變電所區(qū)內(nèi),而運(yùn)行操作人員在良好的環(huán)境下工作,工作環(huán)境噪聲值、電場(chǎng)強(qiáng)度滿足國(guó)家關(guān)于工業(yè)衛(wèi)生和勞動(dòng)保護(hù)方面的法規(guī)要求,因此這些影響是很小的。
3.消除不利影響的方法
3.1項(xiàng)目位置選擇
輸電線路路徑應(yīng)選擇在沒(méi)有大的環(huán)境資源的地方,不損害任何有價(jià)值的陸生或水生生態(tài)資源,不危及任何歷史文物或歷史上重要的東西,不受水災(zāi)或地震干擾,需拆遷移民的人口盡可能少。所選擇的地點(diǎn)不作為旅游、再生產(chǎn)或環(huán)境美化用途。
3.2項(xiàng)目建設(shè)中采用的方法
優(yōu)先使用當(dāng)?shù)氐膭趧?dòng)力,減少外來(lái)工人。使用塵壓器減少塵土飛揚(yáng)。在平整土地時(shí),污水經(jīng)沉淀后排放,沉淀物用于平整及填墊。為防止揚(yáng)塵可以適當(dāng)灑水及植樹(shù)綠化。
3.3感應(yīng)、電磁干擾的防治措施
選擇合理的線路走向和路徑。在屏蔽效果較好的地方安裝屏蔽線,以避免電磁感應(yīng)對(duì)通信系統(tǒng)的影響。
3.4職業(yè)安全與公眾衛(wèi)生
設(shè)立職業(yè)安全與公眾衛(wèi)生監(jiān)測(cè)、監(jiān)督機(jī)構(gòu),進(jìn)行必要的環(huán)境監(jiān)測(cè),進(jìn)行職業(yè)健康與安全檢查,正常情況下與當(dāng)?shù)氐挠嘘P(guān)部門合作,加強(qiáng)生產(chǎn)運(yùn)行中的勞動(dòng)安全管理。
4.結(jié)論
綜上所述,只要在項(xiàng)目的建設(shè)中充分考慮其對(duì)環(huán)境各要素的影響,采取切實(shí)有效的措施,由高壓輸電線路建設(shè)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響是可以減小到可以接受的范圍的。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】 高壓輸電;電磁輻射;人體健康;流行病學(xué)調(diào)查
Properties of distribution of electromagnetic irradiation of high-voltage transmission and investigation of its influence on human health
【Abstract】 Objective To study the influence of electromagnetic irradiation of high-voltage transmission on human body.Methods The distributions of electric and magnetic fields generated by high-voltage transmission lines with 110kV and 220kV were measured. Epidemiological investigations to 1400 inhabitants near high-voltage transmission line in Hubei, Hunan and Jiangxi, etc, were made. Some physiological parameters were measured among those people who have been living beside transformer substations for a long time and who live far away from high-voltage transmission systems.Results The intensity of electric filed of high-voltage transmission lines ranged from 7000V/m to 300V/m while magnetic filed from 0.1 Gauss to 0.01 Gauss. Results showed that the intensity of the electromagnetic field decreased quickly with increasing of distance from the transmission lines. The electromagnetic irradiation of the high-voltage transmission can really influence health of human body, especially for men, through investigation of epidemiology in Beijing, Sichuan and Hunan etc. Physiological parameters of those who were exposed to transformer substations for a long time were different from those of people who lived far away from transformer substations.Conclusion The electromagnetic irradiation of high-voltage transmission line might cause some influence in human body at different degree.
【Key words】 high-voltage transmission;electromagnetic irradiation;health of human body;epidemiological investigation
隨著國(guó)家工業(yè)化程度的發(fā)展,高壓輸電線路和各種電視臺(tái)、電臺(tái)、微波輻射臺(tái)及變電站布滿了我們生活的空間,特別在城市地區(qū)更是如此。這些高壓輸電線路、電臺(tái)和電視臺(tái)向我們生活空間輻射了大量的低頻電磁波,幾乎使生活在城市的人們都不同程度的受這種電磁輻射的影響,在高壓輸電線路、電臺(tái)和電視臺(tái)附近的人們,受到輻照的時(shí)間特別長(zhǎng),強(qiáng)度特別大。由于這些電磁輻射都攜帶有極高的電磁能量和具有強(qiáng)大的電磁力,它必然對(duì)周圍的人和動(dòng)物產(chǎn)生強(qiáng)烈的相互作用,改變生物的電磁特性,影響生物的生理健康和生物功能。這種影響的程度和產(chǎn)生的生物效應(yīng)和疾病一直以來(lái)引起人們的懷疑,但是并沒(méi)有進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)的研究和測(cè)試。我們查閱了最近十多年來(lái)相關(guān)研究的資料,雖然有些人做過(guò)一些高壓輸電線路生物醫(yī)學(xué)效應(yīng)測(cè)試,但是由于測(cè)試的部位不同,所用方法的差別,儀器精確程度的不同,并且大多數(shù)在宏觀層次上做零星的測(cè)試,所得的結(jié)果相當(dāng)分散,不能說(shuō)明任何問(wèn)題。因此,高壓輸電線路對(duì)人體是否有影響引起了長(zhǎng)期的爭(zhēng)論,沒(méi)有一個(gè)定性的結(jié)論。至此,國(guó)家關(guān)于高壓輸電線路電磁輻射對(duì)人體健康的影響的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)期不能出臺(tái),雖然有些行政部門已提出了一些標(biāo)準(zhǔn),但很快就遭到很多人的反對(duì)而不能實(shí)施。其根本原因是缺乏有充分說(shuō)服力的實(shí)驗(yàn)證據(jù)來(lái)證明高壓輸電線路電磁輻射對(duì)人體健康構(gòu)成了實(shí)際的影響。在這種情況下,我們?cè)谌珖?guó)各地,特別是在高壓電輸送比較集中的三峽、四川和貴州等地區(qū)進(jìn)行了流行病學(xué)調(diào)查,主要針對(duì)生活在高壓輸電線路附近的人群和遠(yuǎn)離輸電線的同一地區(qū)的不同年齡,不同性別,不同文化程度,不同工作的人的神經(jīng)系統(tǒng)、血液循環(huán)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)和聽(tīng)力、視覺(jué)系統(tǒng)、內(nèi)臟器官等的狀況進(jìn)行調(diào)查。并對(duì)長(zhǎng)期生活在變電站附近的居民與生活在同地區(qū),遠(yuǎn)離高壓輸電線路的居民進(jìn)行生理指標(biāo)的檢測(cè)。從這些指標(biāo)我們看出高壓輸電線路電磁輻射確實(shí)對(duì)人體的健康造成了不同程度的影響。
1 材料與方法
1.1 高壓輸電線路和變電站周圍電磁輻射強(qiáng)度分布 在北京和成都、華陽(yáng)的高壓變電站和空曠的高壓輸電區(qū)(220kV和110kV的高壓輸電線路),用電磁場(chǎng)測(cè)試儀測(cè)量了從離高壓輸電線路大約1.5m到地面范圍內(nèi)的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的分布情況。
1.2 高壓輸電線路對(duì)人體健康影響的流行病學(xué)調(diào)查 為了研究高壓輸電線路對(duì)人體的長(zhǎng)期效應(yīng),我們分別在湖北三峽地區(qū)、湖南、江西、四川、貴州、北京等地對(duì)居住在高壓輸電線路附近的1400多人進(jìn)行了調(diào)查;對(duì)遠(yuǎn)離高壓輸電線路的800多居民也進(jìn)行了對(duì)比調(diào)查。主要調(diào)查了以下幾個(gè)方面:神經(jīng)系統(tǒng)癥狀、皮膚及附屬器官疾病癥狀、循環(huán)系統(tǒng)疾病癥狀、消化系統(tǒng)疾病癥狀、泌尿生殖系統(tǒng)疾病癥狀、血液系統(tǒng)疾病癥狀、內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病癥狀和眼耳鼻喉疾病癥狀等。
1.3 高壓輸電線路對(duì)腦電、心電、肌電和血常規(guī)指標(biāo)等生理狀態(tài)影響 對(duì)長(zhǎng)期居住在變電站附近的人員隨機(jī)選擇了13名居民(作為實(shí)驗(yàn)組),進(jìn)行心電圖、血常規(guī)、肌電及腦電的測(cè)定,同時(shí)對(duì)遠(yuǎn)離高壓輸電線路電磁輻射的人群隨機(jī)選擇了10名相同年齡段人(作為對(duì)照組),進(jìn)行相同指標(biāo)的測(cè)定。
2 結(jié)果
2.1 高壓輸電線路和變電站周圍電磁輻射強(qiáng)度分布 實(shí)驗(yàn)測(cè)得220V和110V高壓輸電線路以及變電站周圍電場(chǎng)強(qiáng)度值大約從7000V/m變化到300V/m,其磁場(chǎng)強(qiáng)度值大約從0.1高斯變到0.01高斯左右,同時(shí),我們發(fā)現(xiàn)高壓輸電線路的電磁場(chǎng)輻射強(qiáng)度隨著距離的增大而迅速減少。我們測(cè)量了高壓輸電線路正下方、距離地面1.6m到2.3m電磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)分布大約是3500~4100V/m和0.1~0.09高斯左右。
2.2 高壓輸電線路對(duì)人體健康影響的流行病學(xué)調(diào)查 對(duì)1375份和789份有效的調(diào)查表統(tǒng)計(jì)后表明高壓輸電線路的電磁輻射主要引起神經(jīng)系統(tǒng)疾病,其中神經(jīng)系統(tǒng)患病率64.7%,皮膚及附屬器官疾病患病率19.2%,循環(huán)系統(tǒng)疾病患病率17.1%,消化系統(tǒng)疾病患病率22.7%,泌尿生殖系統(tǒng)疾病患病率7.4%,血液系統(tǒng)疾病患病率19.9%,內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病患病率14.5%,眼耳鼻喉疾病患病率31.6%。在所有神經(jīng)系統(tǒng)疾病中眩暈、頭痛、頭昏、困倦、乏力、失眠、入睡困難、多夢(mèng)、煩躁、易發(fā)怒、健忘、記憶力衰退、注意力不集中等癥狀較為明顯,已達(dá)到總數(shù)的10%以上,其中記憶力衰退達(dá)20.5%。另外,皮膚及附屬器官疾病中經(jīng)常發(fā)作的有瘙癢和毛發(fā)脫落,其中毛發(fā)脫落患病達(dá)10.1%;在循環(huán)系統(tǒng)疾病中心悸和高血壓較突出,高血壓占7.15%;在消化系統(tǒng)疾病中厭食和便秘較高,便秘達(dá)9.78%;在泌尿生殖系統(tǒng)中尿頻和性功能減退發(fā)病率較高,尿頻達(dá)2.86%;在血液循環(huán)系統(tǒng)中貧血和高脂血癥較為明顯,貧血達(dá)14.62%;在內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病中多汗較為顯著,占到13.95%;在眼耳鼻喉疾病中視力減退和流淚、耳鳴較明顯,視力減退達(dá)19.65%。我們也對(duì)不同血型,不同性別,不同年齡段人患病情況進(jìn)行了分類統(tǒng)計(jì)和對(duì)照。其中不同血型間患病癥狀和比率并無(wú)明顯差異,男女性別間患病情況和比率也很相近,但是隨著年齡的不斷增長(zhǎng),患病率逐漸增加。關(guān)于不同血型人在電磁輻射作用下患病情況(作為輻照組)的調(diào)查結(jié)果如圖1所示。
圖1 不同血型電磁輻射患病癥狀百分比對(duì)比(注:圖中標(biāo)注與表1相同)(略)
我們?cè)诤钡娜龒{地區(qū)、湖南、江西、四川、貴州、北京等地遠(yuǎn)離高壓輸電線路的800多居民(即對(duì)照組)對(duì)上述問(wèn)題也進(jìn)行了同樣的詢問(wèn)對(duì)比調(diào)查。通過(guò)輻照組和對(duì)照組對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)女性受高壓輸電線路的影響相對(duì)較小,只有視力減退有所增高;而男性受高壓輸電線路電磁輻射的影響相對(duì)較大,在神經(jīng)系統(tǒng)方面的困倦,記憶力衰退,皮膚及附屬器官疾病中毛發(fā)脫落,血液循環(huán)系統(tǒng)中的貧血,在內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病中的多汗,眼耳鼻喉疾病中視力減退等癥狀都有顯著高于對(duì)照組,其對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表1及圖2;而從總體分析記憶力衰退,多汗及視力減退等癥狀要高于對(duì)照組。從上面的調(diào)查和分析可以看到高壓輸電線路對(duì)人體健康的影響絕對(duì)不能忽視。同時(shí)我們從電磁場(chǎng)對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、血液循環(huán)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)在高壓輸電線路電磁輻射照射大鼠1年以后的變化進(jìn)行了生物學(xué)、生理學(xué)、生物物理學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等檢查,通過(guò)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的對(duì)比發(fā)現(xiàn)高壓輸電線路確實(shí)對(duì)這些系統(tǒng)引起了不同程度的改變[1],并對(duì)這些系統(tǒng)的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀測(cè),也發(fā)現(xiàn)了相應(yīng)的變化,從而使我們得出結(jié)論,高壓輸電線路確實(shí)對(duì)人體構(gòu)成了不同程度的影響,如長(zhǎng)期居住在高壓傳輸線附近,這種影響不可忽視。
表1 高壓輸電線路電磁輻射輻照組與對(duì)照組男性患病百分比對(duì)比 (略)
注:s-male表示實(shí)驗(yàn)組男性;d-male表示對(duì)照組男性。1~1眩暈,1~2 頭痛, 1~3 頭昏, 1~4 困倦,1~5 乏力,1~6 失眠, 1~7入睡困難,1~8 多夢(mèng),1~9 煩躁, 1~10 驚恐, 1~11緊張, 1~12 易發(fā)怒, 1~13 抑郁, 1~14 焦慮, 1~15 多疑, 1~16 健忘,1~17 記憶力衰退, 1~18 注意力不集中, 1~19 心神不定,1~20 喜怒無(wú)常, 1~21 坐臥不安;
2~1 紅斑, 2~2 丘疹,2~3 風(fēng)團(tuán),2~4 水皰,2~5 膿包, 2~6 紫癜, 2~7 瘙癢, 2~8 毛發(fā)脫落;
3~1 心悸, 3~2 心律失常, 3~3 高血壓, 3~4 冠心病;
4~1 厭食, 4~2 惡心、嘔吐, 4~3 便秘, 4~4 慢性腹瀉, 4~5慢性腹痛, 4~6 黃疸,4~7 肝腫大,4~8 脾腫大, 4~9 膽囊炎;
5~1 尿頻, 5~2 排尿困難, 5~3 尿失禁, 5~4 遺尿, 5~5 血尿, 5~6 男性不育,5~7 女性不育, 5~8 性功能減退;
6~1 貧血, 6~2 出血傾向, 6~3 血小板減少, 6~4 白細(xì)胞減少,6~5 淋巴結(jié)腫大, 6~6 高血脂, 6~7 高血粘 ;
7~1 甲狀腺腫大, 7~2 乳腺腫塊, 7~3 多汗;
8~1 結(jié)膜炎, 8~2 流淚, 8~3 視力減退,8~4 耳鳴,8~5 咽痛,8~6 咽部異物感,8~7 聲音嘶啞
圖2 高壓輸電線路電磁輻射輻照組與對(duì)照組男性患病百分比對(duì)比(注:圖中標(biāo)注與表1相同)(略)
2.3 腦電、心電、肌電和血常規(guī)指標(biāo)等生理狀態(tài)
2.3.1 腦電 見(jiàn)圖3。圖3表示了對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組的腦電具體結(jié)果。圖中PSD是腦電功率譜。從圖中可以看出生活在變電站附近的人群的腦電圖中α波段(8~13Hz)和θ波段(1~3.5Hz)普遍高于正常人群。如我們所知,人在清醒、安靜和閉眼時(shí)出現(xiàn)α波,波的振幅越大,表示上述狀態(tài)腦的興奮度越高;θ波在睡眠、深度麻醉、缺氧和大腦有器質(zhì)性病變時(shí)出現(xiàn),它的振幅越高,表示腦組織的上述狀態(tài)更加明顯。從這個(gè)結(jié)果我們看到高壓輸電線路的電磁輻射對(duì)腦組織的影響確實(shí)不能忽視。雖然我們不能和某種疾病掛鉤,但這種影響確實(shí)存在,其影響的程度,有待今后做定量的分析和廣泛的研究。但我們應(yīng)該指出,在θ波中可能包括環(huán)境噪聲的成分。
2.3.2 心電 結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)組有23.1%的人心電圖異常,7.7%的人為邊緣心電圖;對(duì)照組有20%的人心電圖異常,10%為邊緣心電圖。用正常病例統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)二者對(duì)比顯示, 居住于變電站附近受電磁輻射影響的居民其心電圖異常率稍高于遠(yuǎn)離高壓輸電線路電磁輻射的居民。
2.3.3 人體肌電測(cè)量 測(cè)定了生活在高壓輸電線路附近和遠(yuǎn)離人群的肌電, 隨機(jī)選擇13名人員作為實(shí)驗(yàn)組,采用求統(tǒng)計(jì)平均值方法分析了實(shí)驗(yàn)組人群肌電的區(qū)域時(shí)間、最大值、峰值及兩點(diǎn)差值并較對(duì)照組人群(隨機(jī)選擇10名人員)的結(jié)果作比較(見(jiàn)表2),發(fā)現(xiàn)兩者沒(méi)有明顯差別(P>0.05),但是對(duì)于最小值與對(duì)照組人群比較,發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組的值顯著增大(P
2.3.4 血常規(guī) 從血常規(guī)指標(biāo)來(lái)看,實(shí)驗(yàn)組有23.1%的人的血常規(guī)部分指標(biāo)異常,對(duì)照組有20%的人部分指標(biāo)異常。但實(shí)驗(yàn)組指標(biāo)異常主要是血相倒置及紅細(xì)胞數(shù)、血紅蛋白數(shù)同時(shí)偏低狀況顯著,人體已有一些病癥出現(xiàn);而對(duì)照組指標(biāo)異常主要是白細(xì)胞數(shù)相對(duì)偏低,但仍比實(shí)驗(yàn)組的相對(duì)值高。在一定程度上這表明變電站電磁輻射可能對(duì)人體血液指標(biāo)有一定的影響。
圖3 生活在變電站附近生活的人群和正常人群的腦電圖的比較(略)
a. Center PSD: 腦頂葉 PSD; b. Occipital PSD: 腦枕葉 PSD;c. Left Temp PSD: 腦左顳葉 PSD; d. Right Temp PSD: 腦右顳葉 PSD---abn: 居住在變電站附近人群的結(jié)果; -Nor: 正常人群結(jié)果
表2 高壓工頻電磁場(chǎng)對(duì)人體肌電的影響(略)
3 討論
從總結(jié)以上的流行病的調(diào)查和生活在高壓輸電線路附近人群與遠(yuǎn)離它的正常人群的部分生理指標(biāo)的測(cè)試結(jié)果,我們發(fā)現(xiàn)高壓輸電線路電磁輻射對(duì)人體眾多生理指標(biāo)有不同程度的影響,其中記憶力衰退、心神不定、慢性腹瀉、貧血、高血脂、聲音嘶啞等癥狀的發(fā)生率明顯增高;而白細(xì)胞減少和血小板減少等癥狀的發(fā)生率相對(duì)較低,這也與很多文獻(xiàn)關(guān)于電磁輻射使人體白細(xì)胞數(shù)目增加的報(bào)道相符[2,3]。另外高壓輸電線路的電磁輻射對(duì)女性的影響相對(duì)較小,對(duì)男性的記憶力和毛發(fā)的脫落、貧血、多汗及眼鼻喉疾病的產(chǎn)生都有一定的作用;同時(shí)不同血型間患病的差異并不明顯;實(shí)驗(yàn)組的調(diào)查結(jié)果顯示對(duì)人的肌電、腦電和心電都有不同的增多,因此我們得出高壓輸電線路的電磁輻射對(duì)男性有較大的負(fù)面影響。
參考文獻(xiàn)
1 龐小峰.生物電磁學(xué).成都:電子科技大學(xué)出版社,2004, 45-198.
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2、電路基板上的電池正負(fù)極輸入線是否斷、短路:若斷、短路發(fā)生在集成電路的芯片附近,修復(fù)比較困難,需換用新的電路基板;
3、升壓電路故障:以常規(guī)法檢測(cè)升壓電路,若升壓電容擊穿,則需換用新電容,若升壓電容正常,即為CMOS集成電路故障,需換電路基板;
4、導(dǎo)電橡膠故障:導(dǎo)電橡膠故障有壓縮量小、軸向尺寸小,或塑料支架變形而壓不緊等,可換用壓縮量較大軸向尺寸稍大的導(dǎo)線橡膠;
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關(guān)鍵詞:不間斷電源(UPS);正弦脈寬調(diào)制;電壓電流雙閉環(huán)控制
中圖分類號(hào):TN86 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-7712 (2013) 12-0000-01
一、設(shè)計(jì)方案論證
方案一:采用DSP作為核心控制器,主電路采用半橋逆變。這種方案控制部分功能強(qiáng)大,可同時(shí)控制逆變主電路和各個(gè)分支電路。但半橋逆變電壓利用率低,要求輸入電壓很高。而且DSP控制的成本較高,程序復(fù)雜,給設(shè)計(jì)增加了難度.
方案二:SPWM逆變器
SPWM型變換器是給逆變器固定的直流電壓,通過(guò)開(kāi)關(guān)元件有規(guī)律的導(dǎo)通和關(guān)斷,得到由寬度不同的脈沖組成的電壓波形,削弱和消除某些高次諧波,得到具有較大基波分量的正弦輸出電壓。
方案三:采用U3988作為控制核心,逆變主電路采用全橋逆變。這樣可以做到硬件電路簡(jiǎn)單,電路可靠性增強(qiáng),設(shè)計(jì)周期變短。這樣輸入電壓不用提到很高就可輸出要求的電壓。
方案四:采用SA866控制芯片,SA866所有的運(yùn)行參數(shù),包括載波頻率、波形、最小脈沖寬度、死區(qū)脈寬等都是通過(guò)外接的EEPROM編程,由于數(shù)字電路在高頻電路中會(huì)受到嚴(yán)重干擾,因此SA866在應(yīng)用上有了一定的局限性。
方案五:采用多重移相疊加階梯波合成逆變器階梯波合成逆變器的輸出波形為階梯波,其階高按正弦規(guī)律變化。這種階梯波中的諧波含量比方波顯著減少,如階梯波數(shù)為18的階梯波總諧波含量為基波的9.48%。如果階梯數(shù)越多,則總的諧波含量就越小。但這種電路過(guò)于復(fù)雜,因此本方案不予采用。
綜上所述,在方案二中,由于采用恰當(dāng)?shù)男酒闺娐泛?jiǎn)單,無(wú)須編程,成本低廉,能夠滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求,所以選擇方案二。
二、組成單元
主電路單元:采用全橋逆變電路共有四個(gè)臂,可以看成是兩個(gè)半橋逆變的組合而成,成對(duì)的兩個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通,兩對(duì)交替各導(dǎo)通180度,全橋逆變電路是單相逆變電路中應(yīng)用最多的。
主控制單元:采用采用U3990F6-50控制芯片,在逆變狀態(tài)下,OUTA輸出的SPWM脈沖序列經(jīng)過(guò)逆變后對(duì)應(yīng)正弦波的正半周;OUTB輸出的SPWM脈沖序列經(jīng)過(guò)逆變后對(duì)應(yīng)正弦波的負(fù)半周,并且要注意的是加在反饋引腳上的電壓必須是實(shí)時(shí)的。
反饋單元:利用變壓器將生成的交流信號(hào)變到9V,再將整流之后的電壓反饋給U3990F6-50的2腳,從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、調(diào)壓。
輔助電源單元:采用UC3842控制芯片,此芯片構(gòu)成的反激電源,電路簡(jiǎn)單而且效率高,可以滿足各個(gè)用電單元的需求。
充電單元:采用的是恒流充電電路,充電電流可以達(dá)到0.4A,而且還具有過(guò)充保護(hù)功能。設(shè)計(jì)采用運(yùn)放LM358,通過(guò)調(diào)節(jié)同相端與反相端的分壓電阻可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池過(guò)充的保護(hù)。本設(shè)計(jì)的過(guò)充電壓設(shè)定為38V。當(dāng)電池電壓超過(guò)36V時(shí),反相端的電壓將超過(guò)同相端的設(shè)定值,使得放大器輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn),輸出低電平,三極管截至,使得TIP42截至,停止充電,實(shí)現(xiàn)了過(guò)充保護(hù)的功能。
功能保護(hù)單元:過(guò)流保護(hù)和短路保護(hù)是利用電流互感器來(lái)實(shí)現(xiàn)的,通過(guò)示波器的觀察電流互感器能快捷準(zhǔn)確的采集輸出的交流信號(hào),這樣使得保護(hù)動(dòng)作快,整個(gè)電路受到的沖擊降到了最小。欠壓保護(hù)和升壓變換通過(guò)運(yùn)放構(gòu)成的比較電路來(lái)控制繼電器實(shí)現(xiàn)的,在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中有完美的表現(xiàn),完全到達(dá)了要求。
驅(qū)動(dòng)單元:采用的光耦隔離驅(qū)動(dòng)能很好的將主電路與控制電路分開(kāi),達(dá)到了利用弱電控制強(qiáng)電的目的。
顯示單元:采用的是單片機(jī)89S52和TLC2543組成的信號(hào)采集處理方案,可以準(zhǔn)確的顯示輸出的電壓、電流以及輸出功率。
Boost升壓電路單元:為保證交流輸出幅度維持在24V,逆變之前的直流電壓至少為24×1.4=33.6V,但蓄電池工作電壓范圍的下限為29V,如果逆變前的電壓不做處理,會(huì)使電壓調(diào)整率降到很低。所以本設(shè)計(jì)在輸入濾波和逆變之間加入一級(jí)Boost升壓電路,主控芯片采用UC3843
三、部分電路的分析
(一)控制電路的分析
控制電路共分兩部分,一部分為邏輯量控制,一部分為模擬量控制,根據(jù)主逆變電路為單極性的要求,電路采用正負(fù)半周分別驅(qū)動(dòng)的方式,當(dāng)正半周時(shí),LM339比較器輸出為低電平,通過(guò)與非門4011B轉(zhuǎn)換成高電平,從而打開(kāi)與門4081B,使得輸出脈沖在整個(gè)正半周期間通過(guò)與門4081B的4腳,控制輸出主電路開(kāi)關(guān)管Q2、Q3導(dǎo)通;同理,當(dāng)正弦波為負(fù)半周時(shí),LM339輸出為高電平,從而控制對(duì)角橋臂Q1、Q4導(dǎo)通,這樣就實(shí)現(xiàn)了SG3525雙組驅(qū)動(dòng)脈沖在每個(gè)半周期內(nèi)同時(shí)輸出的要求,保證了整流后的正弦波與三角波比較,完整輸出的要求。
模擬量控制采用電壓、電流雙閉環(huán)控制調(diào)節(jié),其基準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)正弦波,電壓反饋通過(guò)電壓互感器再經(jīng)放大器放大后進(jìn)入PI調(diào)節(jié)器與標(biāo)準(zhǔn)正弦波進(jìn)行比較,從而達(dá)到消除誤差正弦跟隨的目的,PI調(diào)節(jié)器的輸出作為電流比例調(diào)節(jié)器的基準(zhǔn)輸入,同時(shí)電流反饋信號(hào)經(jīng)電流互感器輸入比例調(diào)節(jié)器,經(jīng)比例調(diào)節(jié)器對(duì)電壓信號(hào)和電流信號(hào)的綜合調(diào)節(jié),輸入至精密整流電路,達(dá)到SG3525僅能輸入單極性的要求,其中重要的一點(diǎn)電流反饋信號(hào)的引入對(duì)增加系統(tǒng)的阻尼、改善波形的失真度都起到了良好的作用。
考慮輸出空載情況,電壓上升過(guò)高,故此該電路設(shè)計(jì)了空載電壓限制電路。
(二)充電單元的分析
充電電流較小,主控制管損耗不大,所以蓄電池充電電路采用線形電源結(jié)構(gòu),線形電路的主調(diào)節(jié)管為2SC3281,控制調(diào)節(jié)管為C2383,調(diào)節(jié)器采用OP37放大器,充電電路的最大充電電流為0.5A,最高充電電壓為40V,采用倒接二極管的形式,當(dāng)電池電壓升至40V時(shí),二極管自然截止,防止電池過(guò)充。
四、結(jié)論
由于在電源逆變之前加入了Boost升壓電路,使逆變電源的電壓調(diào)整率很小;所有經(jīng)過(guò)大電流的線路均盡量采用粗導(dǎo)線,開(kāi)關(guān)器件均選用優(yōu)良器件,器件的各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)均遠(yuǎn)大于額定值,所以電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率均得到提高;充電電源采用恒壓恒流的形式,輸出電流達(dá)到250mA,浮充電壓41.4V,既能快速充電又能產(chǎn)生過(guò)充;逆變器的控制芯片采用正弦波逆變器專用芯片U3990F6-50Hz,大大降低了輸出正弦波的失真度。所以本設(shè)計(jì)具有效率高、正弦失真度小、電壓和負(fù)載調(diào)整率低、其他保護(hù)功能齊全等特點(diǎn)。
五、創(chuàng)新點(diǎn)
(1)逆變之前加入了Boost升壓電路,提高了電壓和負(fù)載調(diào)整率;
篇8
【關(guān)鍵詞】功率因數(shù)校正 降壓輸出型 高壓輸出型
1 問(wèn)題的提出
目前,典型的降壓型(BUCK)功率因數(shù)校正器對(duì)功率的提高還不能令人滿意,雖然高壓輸出型(BOOST)功率因數(shù)校正器已在各種用電設(shè)備上獲得廣泛的應(yīng)用,但是由于輸出電壓高,使得某些應(yīng)用領(lǐng)域制造成本加大、產(chǎn)品可靠性降低。譬如,為熒光燈、高壓納燈等照明光源配套使用的電子鎮(zhèn)流器就是如此。40瓦的熒光燈和高壓納燈的工作電壓約100伏,如能使功率因數(shù)校正器的輸出電壓為200伏左右,就可降低電子鎮(zhèn)流器上開(kāi)關(guān)管電壓應(yīng)力,省掉開(kāi)關(guān)變壓器、減小降壓電感的體積、容量,使產(chǎn)品的材料成本和生產(chǎn)成本大為降低。同時(shí)可靠性、耐用性、效率等性能指標(biāo)會(huì)明顯提高。再者,日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的市電電壓約為110伏,我們對(duì)其先進(jìn)產(chǎn)品的消化只能是方法上的模擬,也就是對(duì)其先進(jìn)產(chǎn)品的電路參數(shù),器件性能參數(shù)要重新設(shè)計(jì),費(fèi)事費(fèi)力,事位功半,往往制造出的產(chǎn)品在性能上還有所下降。如能設(shè)計(jì)出輸出電壓為200V而成本又低的高功率因數(shù)校正器,我們對(duì)其先進(jìn)產(chǎn)品的消化吸收就能從方法上的模擬變?yōu)樾误w上的仿真,為我們多快好省的研制出先進(jìn)的電源產(chǎn)品提供了條件。這主是我們要研制降壓型高功率因數(shù)校正器的目的。
2 降壓型功率因數(shù)校正器
2.1 單管降壓型高功率因數(shù)校正器電路
2.1.1 電路組成
單管降壓型高功率因數(shù)校正器由升壓型(BOOST)功率因數(shù)校正器電路和降壓轉(zhuǎn)換電路組成,其電路圖如圖1-1所示。在圖1-1中,由開(kāi)關(guān)管V1、電感器L1、二極管D1-5、D8、電容器C1、Co組成升壓電路;由開(kāi)關(guān)管V1、二級(jí)管D6-8、電感器L2、電容器C1、Co組成降壓電路。
2.1.2 電路工作過(guò)程
設(shè)該功率因數(shù)校正器的輸出電壓Vo約為市電峰值電壓的二分之一,即Vo≤200伏。當(dāng)開(kāi)關(guān)管V1工作時(shí),在提高了功率因數(shù)便市電電壓、電流波形保持一致的同時(shí),所功率因數(shù)校正器的高壓輸出(Vi+Vo)變成降壓。具體變換過(guò)程是:
當(dāng)開(kāi)關(guān)管V1在開(kāi)關(guān)信號(hào)作用下導(dǎo)通時(shí),電容器C1上的能量通過(guò)二極管D7、電感器L2、電容器Co、二級(jí)管D6及開(kāi)關(guān)管V1級(jí)成的供電回路將電容器C1上存儲(chǔ)的能量傳輸給輸出電容器Co;當(dāng)開(kāi)關(guān)管V1在截止時(shí),電感器L2存儲(chǔ)的能量通過(guò)輸出電容器Co、二級(jí)管D7、D8組成的續(xù)流供電回路傳輸給輸出電容器Co;同時(shí),電感器L1中存儲(chǔ)的能量約有二分之一直接傳輸給輸出電容器Co,實(shí)現(xiàn)了高效傳輸。到此該電器完成了一個(gè)工作周期,實(shí)現(xiàn)了高效功率因數(shù)和降壓輸出功能。
2.1.3 電路的設(shè)計(jì)
設(shè)該功率因數(shù)校正器中的升壓電感器L1和儲(chǔ)能電感器L2的設(shè)計(jì)完全和升壓型功率因數(shù)校正器中的設(shè)計(jì)及降壓型開(kāi)關(guān)電源中儲(chǔ)能電感的設(shè)計(jì)一樣,不再敘述。
2.1.4 電路的優(yōu)點(diǎn)
該電路的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單方面的實(shí)現(xiàn)了降壓高功率因數(shù)輸出。與傳統(tǒng)的BUCK電路相比,實(shí)現(xiàn)了輸入電流的連續(xù),減小了電磁干擾,方便了后級(jí)開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì),該電路可以廣泛的應(yīng)用在電子鎮(zhèn)流器、家電、辦公自動(dòng)化等中小功率用電設(shè)備中。該電路根據(jù)不同需要還可以派生出圖1-2、圖1-3、圖1-4三種電路,其工作過(guò)程不再敘述。如在圖中a、b兩點(diǎn)加入D9,會(huì)提高電路效率。
2.2 準(zhǔn)單管降壓型高功率因數(shù)校正器電路
2.2.1 電路的組成
準(zhǔn)單管降壓型高功率因數(shù)校正器電路由升壓型(BOOST)功率因數(shù)矯正器電路、降壓型(BUCK)功率因數(shù)矯正器電路和降壓轉(zhuǎn)換電路三部分組成。其電路圖如圖2-1所示。在圖2-1中,由開(kāi)關(guān)管V1、二極管D1~5、D7、電感器L1、電容器C1、Co組成升壓電路;由開(kāi)關(guān)管V2、電感器L1、二極管D1~5、電容器Co組成降壓電路(在開(kāi)關(guān)管V2導(dǎo)通時(shí)),由開(kāi)關(guān)管V2、電感器L2、二極管D6、電容器C1、Co組成在開(kāi)關(guān)管V2導(dǎo)通時(shí)向輸出端供電的回路;由電感器L2、二極管D6、D7及電容器Co組成在開(kāi)關(guān)管V2截止時(shí)向輸出端續(xù)流供電回路。
2.2.2 電路工作過(guò)程
該電路的工作過(guò)程有二種模式,即當(dāng)市電電壓小于或等于輸出電壓前后,開(kāi)關(guān)管V1、V2同時(shí)導(dǎo)通或截止為第二種工作模式。本文只對(duì)第一種工作模式進(jìn)行說(shuō)明。
設(shè)該電路的輸出電壓Vo約為市電峰值電壓的二分之一,即Vo≤200伏。在市電電壓Vi≤Vo前后,開(kāi)關(guān)管V1、V2同時(shí)導(dǎo)通或截止,由開(kāi)關(guān)管V1實(shí)現(xiàn)升壓型功率因數(shù)校正器的功能,開(kāi)關(guān)管V2實(shí)現(xiàn)把電容器C1的能量傳輸給輸出電容器Co,完成降壓轉(zhuǎn)換功能。在市電電壓Vi≥Vo時(shí),開(kāi)關(guān)管V1截止主開(kāi)關(guān)管V2工作,V2導(dǎo)通時(shí),由開(kāi)關(guān)管V2、電感L1、一極管D1~5、電容器Co組成的降壓功率因數(shù)校正電路把輸入電流直接傳送給電容器Co;同時(shí)還把電容器C1上能量通過(guò)與電容器Co、電感器L2、二極管D6組成的供電回路傳送給輸出電容器Co;開(kāi)關(guān)管V2截止時(shí),該電路由降壓型工作模式變?yōu)樯龎盒凸ぷ髂J剑馆斎腚娏鬟B續(xù)向輸出電容Co供電。同時(shí)電感器L2中存儲(chǔ)的能量通過(guò)與二極管D6、D7、電容器Co組成的續(xù)流供電回路向輸出電容器Co供電。到此該電路完成了一個(gè)工作周期,實(shí)現(xiàn)了降壓轉(zhuǎn)換功能。
2.2.3 電路的優(yōu)點(diǎn)
該電路的優(yōu)點(diǎn)是使用一個(gè)主開(kāi)關(guān)管實(shí)現(xiàn)了降壓輸出。且功率因數(shù)高,而主開(kāi)關(guān)管承受的電壓應(yīng)力約為市電電壓峰值的一半,且使得市電輸入電流連續(xù),電磁干擾小,效率高、成本低。可廣泛應(yīng)用于空調(diào)、電磁爐、微波爐、通信電源、逆變焊機(jī)等中大功率電源設(shè)備中。該電路根據(jù)不同需要還可以派生出圖2-2、圖2-3、圖2-4三種電路,其工作過(guò)程不再敘述。如在圖a、b兩點(diǎn)加入D8,會(huì)提高電路效率。
3 結(jié)論
本文所提出的降壓型高功率因數(shù)校正器電路簡(jiǎn)單、控制容易,減小開(kāi)關(guān)器件的電壓應(yīng)力,功耗小,降低了用電設(shè)備成本,提高了可靠性。在輸入電流連續(xù)的前提下,實(shí)現(xiàn)了降壓輸出,減少對(duì)電網(wǎng)的污染。而且為更好的消化吸收趕超國(guó)外的先進(jìn)產(chǎn)品提供了有力的支持。隨著電源技術(shù)的進(jìn)步國(guó)內(nèi)外都把減少用電設(shè)備對(duì)電網(wǎng)的污染、凈化電網(wǎng)提出了更高的要求,為了減少入世后國(guó)外先進(jìn)電源產(chǎn)品對(duì)我國(guó)電源市場(chǎng)的沖擊,我們必須加大力度協(xié)作攻關(guān),研制出具有自己特色的高功率因數(shù)校正器。去搶占這個(gè)極具潛力的電源大市場(chǎng)。
篇9
在各種品牌型號(hào)的衛(wèi)星接收機(jī)(卡)中,對(duì)室外LNB供電部分采用以LM317為主的電路比較多,來(lái)自電源板的23V電壓(對(duì)于低電壓工作的電腦內(nèi)置式接收卡來(lái)說(shuō),其23V電壓一般是來(lái)自開(kāi)關(guān)式升壓電路)通常由LM317第2腳入,再?gòu)牡?腳輸出,當(dāng)然輸出13V還是18V電壓由其第1腳決定。不過(guò)在DVBWorld2102sUSB多媒體數(shù)據(jù)接收盒中,其LNB供電電路卻不一樣,它無(wú)需使用LM317來(lái)完成切換的,而是直接利用開(kāi)關(guān)式升壓專用芯片MC34063來(lái)完成的,下面筆者就向大家來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下工作原理,錯(cuò)誤或欠妥之處還望燒友們海涵。
圖1是DVBWorld2102sUSB多媒體數(shù)據(jù)接收盒LNB供電電路實(shí)物圖,圖2是依據(jù)實(shí)物繪制出的原理圖。MC34063是一枚雙極性線性集成電路,采用SOIC-8貼片封裝。它內(nèi)部包含溫度補(bǔ)償帶隙基準(zhǔn)源、一個(gè)占空比周期控制振蕩器、驅(qū)動(dòng)器和大電流輸出開(kāi)關(guān)。MC34063芯片輸入電壓范圍在2.5V-40V之間,工作振蕩頻率在100Hz-100kHz之間,最高能輸出1.5A的開(kāi)關(guān)電流,使用該芯片可在使用最少外接元件的情況下構(gòu)成升壓電路、降壓電路以及反相電路。MC34063的工作原理是:振蕩器通過(guò)恒流源對(duì)外接在CT 管腳(3 腳)上的定時(shí)電容不斷地充電和放電以產(chǎn)生振蕩波形。充電和放電電流都是恒定的,振蕩頻率僅取決于外接定時(shí)電容的容量。與門C 輸入端在振蕩器對(duì)外充電時(shí)為高電平,D 輸入端在比較器的輸入電平低于閾值電平時(shí)為高電平。當(dāng)C 和D輸入端都變成高電平時(shí)觸發(fā)器被置為高電平,輸出開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通;反之當(dāng)振蕩器在放電期間,C 輸入端為低電平,觸發(fā)器被復(fù)位,使得輸出開(kāi)關(guān)管處于關(guān)閉狀態(tài)。電流限制通過(guò)檢測(cè)連接在VCC(即6腳)和7 腳之間采樣電阻(Rsc)上的壓降來(lái)完成,當(dāng)檢測(cè)到電阻上的電壓降接近超過(guò)300 mV 時(shí),電流限制電路開(kāi)始工作,這時(shí)通過(guò)CT 管腳(3 腳) 對(duì)定時(shí)電容進(jìn)行快速充電以減少充電時(shí)間和輸出開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間,結(jié)果是使得輸出開(kāi)關(guān)管的關(guān)閉時(shí)間延長(zhǎng)。在本電路中,MC34063組成升壓電路,儲(chǔ)能電感L3接在MC34063的1、7腳之間,輸出電壓的計(jì)算公式為V=1.25(1+R7/R8)。當(dāng)接收垂直極化的節(jié)目時(shí),CY7C68013A-56LF(U3)第40腳極化電壓控制H/V輸出端口為低電平,Q1和Q2均截止,MC34063輸出電壓由R7和R8決定,約13V左右。當(dāng)接收水平極化的節(jié)目時(shí),CY7C68013A-56LF(U3)第40腳極化電壓控制H/V輸出端口為高電平,經(jīng)R35、R11使Q1和Q2導(dǎo)通,使得R9一端接地,即相當(dāng)于R9與R8并連,這時(shí)MC34063的輸出電壓由R7、R8和R9決定,約18V左右,這樣就達(dá)到了極化切換的目的。
由Q5、Q6、Q10和Q11等元件組成的電路完成F22/DisEqC信號(hào)的輸入,由高頻調(diào)諧器第11腳輸出的F22/DisEqC信號(hào)經(jīng)Q10和Q11放大后,被送到由Q5和Q6組成的復(fù)合管基極,由MC34063輸出的LNB電壓輸入到復(fù)合管集電極,這樣調(diào)制有F22/DisEqC信號(hào)的LNB電壓最后由復(fù)合管發(fā)射極經(jīng)保險(xiǎn)電阻F1、隔離二極管D2和C16濾波后輸送到室外的LNB。保險(xiǎn)電阻F1是為了防止室外LNB短路而設(shè)計(jì)的,當(dāng)室外LNB短路時(shí)會(huì)導(dǎo)致電流加大,這樣F1就會(huì)斷路從而保護(hù)了MC34063及Q5、Q6、Q10和Q11等元件的安全。
篇10
【關(guān)鍵詞】無(wú)線充電 升壓電路 數(shù)字電源 超級(jí)電容
無(wú)線充電技術(shù)及相關(guān)領(lǐng)域是目前技術(shù)研究和消費(fèi)電子領(lǐng)域的熱點(diǎn)。一方面無(wú)線充電技術(shù)是對(duì)以往電源技術(shù)和充電技術(shù)領(lǐng)域一個(gè)革命性的創(chuàng)新;各個(gè)廠商和科研機(jī)構(gòu)投入巨大資源進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)和商業(yè)應(yīng)用開(kāi)發(fā)。另一方面,在實(shí)際應(yīng)用方面,無(wú)線充電技術(shù)仍然未得到更廣泛的應(yīng)用推廣。
限制無(wú)線充電技術(shù)發(fā)展推廣的原因除了商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不同意和成本問(wèn)題外,技術(shù)環(huán)節(jié)也有一些亟待解決的問(wèn)題。傳輸效率受很多因素影響不能得到進(jìn)一步的提高,直接輸出電壓范圍較低等。
本文設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的無(wú)線充電電路,在傳統(tǒng)成熟無(wú)線充電電路的基礎(chǔ)上添加了智能可調(diào)的升壓電路模塊,并且在電路中添加了超級(jí)電容模塊,可以實(shí)現(xiàn)快速的儲(chǔ)能和電能輸出。。
1 無(wú)線充電技術(shù)概述
目前的無(wú)線充電主要有三種:
1.1 電磁感應(yīng)式
初級(jí)線圈一定頻率的交流電,通過(guò)電磁感應(yīng)在次級(jí)線圈中產(chǎn)生一定的電流,從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端。主要就是感應(yīng)線圈的方式。
1.2 磁場(chǎng)共振
磁場(chǎng)共振由能量發(fā)送裝置,和能量接收裝置組成,當(dāng)兩個(gè)裝置調(diào)整到相同頻率,或者說(shuō)在一個(gè)特定的頻率上共振,它們就可以交換彼此的能量。這是目前被寄予最大期望的無(wú)線充電技術(shù)
1.3 無(wú)線電波式
這是發(fā)展較為成熟的技術(shù),類似于早期使用的礦石收音機(jī),主要有微波發(fā)射裝置和微波接收裝置組成,可以捕捉到從墻壁彈回的無(wú)線電波能量,在隨負(fù)載作出調(diào)整的同時(shí)保持穩(wěn)定的直流電壓。
主流的無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)有五種:Qi標(biāo)準(zhǔn)、Power Matters Alliance(PMA)標(biāo)準(zhǔn)、Alliance for Wireless Power(A4WP)標(biāo)準(zhǔn)、iNPOFi技術(shù)、Wi-Po技術(shù)。
2 改進(jìn)的無(wú)線充電電路的實(shí)現(xiàn)
2.1 前級(jí)無(wú)線充電電路
TI公司提供了多種類的無(wú)線充電解決方案,包括多種輸出電壓,多種輸出功率,以及多種類型的傳輸線圈方案。本方案前級(jí)采用了成熟的全面集成型解決方案。方案基于的bq51025 和 bq500215 芯片。方案不僅支持防水、防塵以及便攜式設(shè)計(jì),而且還更快的為 1 節(jié)及 2 節(jié)(1S 和 2S)鋰離子電池充電且不會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱。此外,該充電解決方案還兼容于市場(chǎng)上任何符合 5W Qi 標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。
Bq51025 接收器支持 4.5V 至 10V 的可編程輸出電壓。與 TI bq500215 無(wú)線電源發(fā)送器相結(jié)合,還可在 10W 功率下實(shí)現(xiàn)高達(dá) 84% 的充電效率,從而可顯著提高散熱性能。硬件電路如圖所示
2.2 數(shù)控升壓電路
前級(jí)無(wú)線充電路已經(jīng)具有可編程的輸出電壓,但是輸出范圍仍然不能夠滿足一些特點(diǎn)場(chǎng)合要求,譬如一些高電壓場(chǎng)合。升壓電路其實(shí)是DC/DC轉(zhuǎn)換電路的一種。本方案采用了一個(gè)高效的數(shù)控升壓電路將輸出電壓抬升到最高30伏輸出。本模塊采用單片機(jī)作為控制核心,采集前級(jí)輸出的電壓、電流。自動(dòng)進(jìn)行穩(wěn)壓操作,可以精確的控制輸出電壓。方案采用STM32單片機(jī)和TI公司專門針對(duì)高輸出電壓的LM25122-Q1。其輸入電壓范圍廣泛,最低3伏,最高40伏,輸出電壓可以提升至最高50伏。因此可用于12V、24V 和 48V 電源系統(tǒng)。電路如圖2所示。
2.3 超級(jí)電容模塊
超級(jí)電容器,是一種介于傳統(tǒng)電容器和電池之間的一種電化學(xué)儲(chǔ)能裝置,具有功率密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全可靠等特點(diǎn),現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于混合電動(dòng)汽車、大功率輸出設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域。本方案所涉及的無(wú)線充電電路由于技術(shù)條件限制不能夠作為大功率大電流的輸出場(chǎng)合。因此在輸出級(jí)并聯(lián)一個(gè)超級(jí)電容模塊,作為大功率備用輸出就顯得尤為重要。本方案采用超級(jí)電容管理芯片BQ33100 來(lái)實(shí)F超級(jí)電容模塊。提供一系列豐富的管理、充電控制、監(jiān)控和保護(hù)功能,用于 2、3、4 或 5 個(gè)超級(jí)電容器串聯(lián),可對(duì)每個(gè)電容器進(jìn)行監(jiān)控和平衡,或者用于多達(dá) 9 個(gè)電容器串聯(lián)。bq33100 可以測(cè)量測(cè)量超級(jí)電容的可用電容、健康狀況、電壓、電流、溫度和其他關(guān)鍵參數(shù),保留準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)記錄,并通過(guò) 2 線 SMBus 1.1 兼容接口將這些信息報(bào)告給系統(tǒng)主機(jī)控制器。
3 結(jié)論
本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)改進(jìn)的無(wú)線充電電路。方案特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了寬電壓輸出,同時(shí)應(yīng)用超級(jí)電容模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)突發(fā)的大功率輸出要求。在一些手持儀器的充電環(huán)節(jié)中,可以得到很好的應(yīng)用。
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作者簡(jiǎn)介
汪立偉,男,四川省成都市人。碩士學(xué)位。研究方向?yàn)橹悄茈娮蛹夹g(shù)。
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1升壓電路