稳压电路

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稳压电路范文第1篇

关键词：稳压；保护

中图分类号：TM13文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）04-0037-01本文主要介绍通过LM317实现电路稳压这一功能。LM317内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。通常LM317不需要外接电容，调整端使用滤波电容能得到比标准三端稳压器高的多的纹波抑制比。LM317还有许多特殊的用法。比如把调整端悬浮到一个较高的电压上，可以用来调节高达数百伏的电压，只要输入输出压差不超过LM317的极限就行。当然还要避免输出端短路。还可以把调整端接到一个可编程电压上，实现可编程的电源输出。

LM317是一种三端稳压器，输出电压范围为1.2V—37V，提供1.5A的电流。此稳压器需要两个外部电阻来设置输出电压。此外还具备限流、热保护等功能。

LM317服务于多种应用场合，包括局部稳压输出稳压，还可制作成单一集成稳压器，通过在调整点和输出端之间连接一个固定电阻，LM317可用作精密稳流器。

LM317包括诸多特点：输出电流超过1.5A；输出电压1.2V—37V；避免置备多种固定电压；型线性调整率0.01%；典型负载调整率0.1%；80dB纹波抑制比；输出短路保护；过流、过热保护；调整管安全工作区保护；标准三端晶体管封装。

LM317能提供良好的负载调整率，但为实现最优性能要注意几点。编程电阻的选择应尽可能连接在稳压器附近，实现与参考电压有效串联的线路压降最小，提高调整效率。

可以使用0.1uf片电容或者1.0uf钽电容作为旁路电容，减小输入电源阻抗的敏感性。尽管LM317在无输出电容时时稳定态，但与其他反馈电路相似，外部电容有可能引起震荡，所以为消除这种现象，可以把1.0uf钽电容或者25uf铝电容作为输出滤波电容。

当外部电容应用于任何集成电路稳压器时，有时必须添加保护二极管以防止电容在低电压时向稳压器放电。

稳压电路范文第2篇

许多集成稳压器含有不同的输入电压，用于主控制逻辑和输出电源器件。为敏感控制逻辑提供针对大电流电源器件的隔离。通常仅有一组输入电压可用，并且希望从这个输入端同时为控制逻辑和电源器件供电。本文将讨论应用+12V稳压器和10A集成稳压器NCP3102的高压输入总线设计方案。

图1是一个外加缓冲器和稳压电路的例子。图中显示的电路充当稳压器、启动延迟和缓冲器／EMI抑制器。启动延迟由输入电压通过Rs电阻来产生。为了简化分析，假定输入电压(IN+引脚)为19V、处在未稳压节点(uR节点)的初始电压为0V，那么，初始提供的电流就是19V／680Q=27.9mA，及当转换器开始开关时为(19V－5V)／680Q=20.6mA。NCP3102拥有4V的典型欠压阀值。但是，由于通路晶体管Ql的压降，前面的计算中使用的是5V。由于存在三条泄漏通道的缘故，软启动时间被延长。其中一条泄漏通道通过D2，即最大反向漏电流为2uA的BAT54T1。接下来考虑下一条通过齐纳二极管(MMSZ6V2T1)接地的泄漏通道，这条通道在4V时拥有最大3gA的漏电流。要考虑的最后一条泄漏通道是NCP3102的负载，它在4V、导通之前拥有1.8mA的典型电流消耗。由于z1在挽最小电流，Q1在NCP3102导通的那个点充当电压跟随器。从前面的分析来看，除了NCP3102的负载消耗外，其它所有泄漏通道都被认为较小，且在计算时会被忽略，因为它们仅会增加数纳秒(ns)时间的延迟。为了快速分析起见，连接至UR节点的所有电容都需要充电，并且能够考虑为并行连接，其中包括c1、C3、C12和C11，如图1和图2所示。

通过使用流经Rs的24.3mA平均充电电流并拥有506nF的总并行电容，上述分析还能够进一步地简化。总延迟能够计算出来：506nF×4.0V／24.3mA=83.31.ts，即整个电路到达接近4.0V的输入欠压电平的延迟时间。前面的计算假定IN+节点的上升在瞬时间即完成；如果上升速率较慢，电路的延迟将会延长，实际测试波形显示产生了84gs的延迟。Rz和Rs的值能够被用于创建不同电平的输入欠压锁定。例如，如果Rs的值增加至1千瓦，导通电压就会从规定的4V增加至9V，因为在达到9V电平之前，Rs供应的电流不足以克服静态电源电流。

一旦电路启动，当高端开关处于导通状态时，UR节点电压就由开关节点(PWRPHS引脚)通过D2来提供。如果转换器输入电压设定为1V，占空比范围就在5.2％－7％之间，因此，来自D2的脉冲就有190ns－427ns的持续范围。一旦开关开始，控制器的电流负载从1.8mA增加至约11mA典型值。由于开关电源的输出功率是10w，每5.6mA就是1个效率损耗的百分点。例如，若Rz连接至IN+而非UR，空载电流会增加至23mA，而非16mA。当转换器开关时，UR电压拥有一路交流电查看它的充电情况，直至高达输入电压IN+在高端开关导通期间减去二极管压降，并在关闭期间减去电压衰减。c1和Rs的值不仅控制着导通延迟，还控制着UR节点的衰减，稳压器的输出电压由Rz、zl和Q1设定和控制。首先Rz提供分流来对zl反相偏置，从而为Q1的基极提供参考电压。Rz还为Q1提供基极电流，并能充当限流器。Q1充当通路元件，对齐纳二极管电压进行稳压，并减去VBE压降。

Ql提供的经过稳压的输出电压需要同时为VCC引脚和升压(boost)引脚提供电压和电流。控制器的电源通过VCC引脚提供，因此需要通过R5和cll组成的RC网络来对VCC引脚进行去耦，而该RC网络消除开关或缓冲期间的干扰。VCC引脚在5.5V时的典型电流消耗是7.2mA。升压电路用于为高端驱动电路供电。源自Q1的稳压电压经过D1，并在高端驱动器关闭时为C12充电。当高端驱动器导通时，PWRPHS引脚的电压增加到IN+，而D1停止导电。导通高端FET所需要的电源由C12通过Rboost提供。需要着重说明的是，驱动器的上升斜线(先)由Rboost控制，随后由相位和升压节点的振铃(ringing)控制。BOOST引脚在5.5V时的典型电流消耗为3.8mA。在这个点，设计师必须对效率、安全性和电磁干扰(EMI)进行折衷。一方面，最高效率的方法是将R降低至0，在这个点，高端驱动器将快速导通，而开关损耗也将减至最小。快速的转换导致较大的dv／dt，使其可能超过PWRPHS引脚和BST引脚上的最大额定电压，而同时还会产生幅射型和传导型发射。如果R增加，高端驱动器将会导通，缓慢限制电压尖峰及EMI，但开关损耗将增加，能效将降低。控制器的输入电压能够通过改变zl来从6.2V增加至更高的电压，而这可以增加转换器的能效。控制器增加的电压转换为内部低端FET的门电压，而低端FET降低导通阻抗RDS(on)。由于低端驱动器在93％的开关期间都保持导通状态，拥有较高的电压对于能效提升非常重要。因此，为控制器输入提供10V电压将产生最大的低端导通阻抗，从而降低效率，但随着电压增加，控制器的电流消耗也增加，因此需要进行精细的平衡，以找出控制器电流消耗相对于增加的导通阻抗的最佳点。将输入电压增加至10V还有另外一项负作用，即升压节点上仅容许26.5V的最大电压，由于输入电压IN+为19V，那么所升电压必须限制在26.5V―19V=7.5V。如果在PWRPHS节点没有电压尖峰出现，控制器可能拥有高达8V的输入电压。仍要解答的问题便是如何最小化升压节点和相位节点的电压尖峰。在升压节点方面，为高端驱动器供电的电容C12必须依靠在开关节点的顶部。由于电容在高端FET导通之前被充电至5.5V，升压节点将成为开关节点的一个电平转移版本，因此，如果电压尖峰在相位节点得到抑制，升压节点上的尖峰将减至最小。相位节点的一个简单RC将通过设置一个4MHz的电极来抑制噪声，提供10Q和4.7nF的RC。另外，缓冲可通过D2、c1和Rs提供。

稳压电路范文第3篇

例题如图1所示，用粗细相同导线绕制的边长为L闭合导体线框，以v匀速进入右侧磁感应强度为B的匀强磁场，如图所示.在线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电势差大小为U，下列判断中正确的是（ ）.

A.U=14BLv

B. U=34BLv

C. U=BLv

D. U=12BLv

易错解法

同学在刚开始学习时，经常这样解题：

解根据导体平动切割磁感线产生感应电动势

E=BLv①

设每边的电阻为R，根据闭合电路欧姆定律

I=E4R②

根据部分电路欧姆定律，MN边的电阻为R，

两端电压为U=IR③

由以上三式解得 U=14BLv

最后选A.

正确的解法：

解根据导体平动切割磁感线产生感应电动势

E=BLv①

设每边的电阻为R，根据闭合电路欧姆定律：

I=E4R ②

根据部分电路欧姆定律.MN两端电压为路端电压，U=3IR③

由以上三式解得： U=34BLv

最后选B

分析过程

第一、从两种解法对比分析，可以很明显地看出，同学对路端电压的理解不到位，路端电压应该是外电路的总电压，而不是内电阻的电压，在本题中，MN边切割磁感线产生感应电动势，则MN边就是电路中的电源，它本身的电阻就是内电阻，所以要想做对本题，需要理解好电路中电源和内阻由什么充当，内电压和外电压怎么求.这样才能做对.

第二、从含源电路欧姆定律角度进一步分析.从上边的分析来看，学生能够理解上边的基本概念和计算方法，但是学生还是不理解直接从MN求为什么不对，问题出在了哪里.

补充知识

一段含源电路欧姆定律：电路中任意两点间的电势差等于连接这两点的支路上各电路元件上电势降落的代数和，其中电势降落的正、负符号规定如下：

a.当从电路中的一点到另一点的走向确定后，如果支路上的电流流向和走向一致，该支路电阻元件上的电势降取正号，反之取负号.

b.支路上电源电动势的方向和走向一致时，电源的电势降为电源电动势的负值（电源内阻视为支路电阻）.反之，取正值.

如图2所示，对某电路的一部分，由一段含源电路欧姆定律可求得

UA-UB=I1R1-ε1+I1r1+ε2-I2r2-I2R2-ε3-I2R3

根据以上知识能很好地解决同学的疑问，可以解释为什么直接计算MN边的电压U=IR不对.正确的计算，应该是一段含源的欧姆定律，MN本身就是一个电源，它两端的电压应该除了内阻电压降之外，还要加上产生的感应电动势，所以直接从MN边计算的方程应该是U=-IR+E，就可以得出正确答案.

巩固练习

例（选自2007年，山东理综卷）用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示.在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud.下列判断正确的是（ ）.

A. Ua

B.Ua

C.Ua=Ub

D.Ub

答案B

本文就一道路端电压问题，分析了学生易出现的错误，并从一段含源电路欧姆定律进一步分析了产生错误的原因.从正反两面的分析过程、补充知识点的讲解再加上巩固练习，因此夯实了学生的相关知识，分析与解决问题的能力都得到相应的提高.

如图1所示，取小车和砝码（包括砝码盘）组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律得 a=mgM+m=mg1M+m=

F1M+m（前提条件：平衡了小车的摩擦力）

稳压电路范文第4篇

关键词:中高压电缆;高压输电线路;避雷线;避雷器

一、中高压电缆线路与电力系统的连接及绝缘配合要求

1、在系统中应用的3种方式:(1)电缆进线段方式。是指变电站出线间隔采用高压电缆,敷设一段电缆后,再采用架空线的方式与对端变电站相连,这是一种非常常见的电缆应用方案。接线图如图1所示。

(2)高压电缆线路作为电力线路中间的一部分是指在城市中的高压电力线路,由于受到架空线路径选择困难的影响,架空线路中间的一段采用电力电缆,即电缆的两端均为架空线路。

(3)变电所之间,全线采用高压电缆。

2、对系统绝缘的配合要求。为防止雷电波损坏电缆设施,一般从2方面采取保护措施:一是使用避雷器,限制来波的幅值;二是在距电缆设施适当的距离内,装设可靠的进线保护段,利用导线高幅值入侵波所产生的冲击电晕,降低入侵波的陡度和幅值,利用导线自身的波阻抗限制流过避雷器的冲击电流幅值。(1)对避雷线的配置要求。对于电缆进线段方式,与电缆线路相连的架空线路,如果与高压电缆相连的66kV及以上变电所为组合电器GIS变电所,则架空线路应架设2km避雷线;如果与高压电缆相连的35kV及以上变电所为敞开式配电装置的变电所,则架空线路应架设1km避雷线。这是高压电缆设计的一个重要的外部条件。因此,在电缆的设计中,必须按照绝缘配合的要求,在架空线路上架设满足长度要求的避雷线。尤其对于改扩建工程,发现原架空线路未架设避雷线时,应改造相应线路,架设避雷线。(2)对避雷器的配置要求。对于电缆进线段的10―220kV电力电缆线路,电缆线路与架空线相连的一端应装设避雷器,这一原则在DL/T5221―2005《城市电力电缆线路设计技术规定》中被确定下来。根据DL/T620―1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》,对于发电厂、变电所的35kV及以上电缆进线段,如电缆长度不超过50m或虽超过50m,但经校验,装设一组氧化锌阀式避雷器即能符合保护要求(见图1),可只装避雷器F1或F2。电缆线路一端与架空线相连,且电缆长度小于其冲击特性长度时,电缆线路应在两端分别装设避雷器。当进入波电压与电缆非架空线侧的最大脉冲电压相等时,其相应的电缆长度称为冲击特性长度,或称为脉冲波特性长度,也称为临界长度。据此,在长度小于其冲击特性长度的电缆线路中,脉冲波的入射波和反射波的叠加作用,会使电缆的非架空线一侧的电压高于进入波,因此,不仅架空线侧,也要在电缆线路的非架空线一侧配置避雷器。

二、中高压电缆的主要技术特点

高压电缆的主要设计技术经济指标是载流量,根据载流量便可确定电缆的截面,从而影响工程的造价。电缆的载流量确定还影响电缆可靠性,新修订后的国家标准《电力工程电缆设计规范(GB50217――2007)》在确定载流量的条文中,将旧版(已废止)“持续工作电流”改为“100%持续工作电流”。这一改动,虽未涉及原条款各项要求的改变,却使基本载流量(IR)对应条件明确为100%恒定(即日负荷率Lf等于1)的持续特征。也意味着当回路负荷持续性Lf IR 。这对于城网供电电缆埋地敷设的线路,具有不可忽视的积极意义,因为城网供电回路的负荷多属公用性,通常Lf=0.7~―0.8,因而其I'R>比IR可增大20%左右。影响电缆可靠性及载流量的因素非常多,其中电缆护层的接地方式是其中的核心因素。

1、电缆金属护套或屏蔽层接地方式。对于三芯电缆,应在线路两终端直接接地,如在线路中有中间接头者,应在中间接头处另加设接地。而对于单芯高压电缆的接地方式则较为复杂,包括一端接地方式、线路中间一点接地方式、交叉互联接地方式及两端直接接地方式。

2、电缆金属护套或屏蔽层接地方式选择分析。具有一定长度的供电电缆线路以直埋或管路敷设方式时,沿纵长每隔适当距离需要设封闭式工作井,城市内布置接头工作井一般比较困难,例如110kV双回电缆接头井的长度约12m,宽约2m布置,难度可想而知。单芯电缆长度较短时,优先考虑采用一端接地。安装接地线时,先将铜屏蔽地线与铠装地线连接,再将接地线与主地线连接。一端接地时,按规范(GB50217――2007)要求,在交流系统中单芯电缆金属层正常感应电势容许最大限值(Esm)不大于300V。采用两端直接接地方式,需敷设回流线,同时,需要经过计算,以保证两端直接接地方式的电缆金属护套在正常负荷电流时必须符合规范允许值。此外,为方便工程今后的维护测试,对于110kV及以上电缆,其金属护套直接接地端一般需经接地箱接地。交叉互联方式适用于较长的电缆线路,且将线路全长均匀地分割成3段或3的倍数段。使用绝缘接头把电缆金属护套隔离,并使用互联导线把金属护套连接成开口三角形,电缆线路在正常运行状态下流过3根单芯电缆金属护套的感应电流矢量和为零,就能避免电缆负载能力受流过金属护套的循环电流引起发热的影响。

稳压电路范文第5篇

关键词：输电线路、杆塔、结构

“十二五”期间，福建省将投资超过900亿用于电网建设，构筑主干电网，实现1000kV电网与华东主网互联的同时重点发展智能电网，可以说，福建省迎来了“特高压输电时代”。

众所周知，作为输电线路的骨架，输电线路杆塔至关重要。福建地属洪涝、台风等自然灾害多发地区，台风、暴雨、雷击多发也成为考验电网安全供电能力的多道门卡。架空输电线路的杆塔结构是架空高压输电线路重要的组成部分，其设计质量的好坏直接影响线路的经济性和可靠性。

有鉴于此，本文结合笔者多年工作经验，就高压输电线路杆塔结构设计相关技术问题进行了探讨。

1 线路杆塔结构设计

特高压电网的建设、输电新技术在我国的不断推广应用给输电线路杆塔的研究提出许多新的挑战，安全可靠、经济合理是杆塔结构设计的主要目标和方向。

线路杆塔可按结构材料、使用功能和结构型式分类。钢结构有桁架与钢管之分。格子形桁架杆塔应用最多，是超高压以上线路的主要结构。铝合金结构杆塔因造价过高，只用于运输特别困难的山区。钢筋混凝土电杆均采用离心机浇注，蒸汽养护。它的生产周期短，使用寿命长，维护简单，又能节约大量钢材。采用部分预应力技术的混凝土电杆还能防止电杆裂纹，质量可靠。中国使用最多，占世界首位。

按结构形式可分为自立塔和拉线塔两类。自立塔是靠自身的基础来稳固的杆塔。拉线塔是在塔头或塔身上安装对称拉线以稳固支撑杆塔，杆塔本身只承担垂直压力。这种杆塔节约钢材近40％，但是拉线分布多占地，对农林业的机耕不利，使用范围受到限制。

对于特高压输电线路来讲，其杆塔的塔型应该主要从经济角度来选择。近年来，拉线塔已被许多国家公认为经济效益显著，有很大的发展。但是，由于城市附近、山区等不易打拉线和运输施工，又多采用自立式铁塔。目前看来，我国特高压线路宜采用拉线塔，局部地区可采用自立式铁塔。

常规自立式铁塔。有单回线路和双回供架铁塔2类，其机械强度有足够的裕度，很少发生故障。单回自立式铁塔又分导线水平布置和三角形2种。拉线塔有多种型式，结构较轻。拉V塔在超高压线路中应用较多。拉线―拉索杆塔是相间无构架的一种拉线塔，对于特高压工程是一种较理想的杆塔结构，可缩小相间距离，使线路紧凑，但杆塔占地较宽。美国、加拿大等国已将这种杆塔用于超高压输电线路。

2杆塔基础问题

输电线路杆塔基础在杆塔架设过程中，是非常重要的一个环节。输电线路沿线水文地质条件变化很大，因地制宜选用基础形式非常重要。基础类型有两大类：现场浇制和预制。

值得注意的是，输电线路经由各段基础型式的选择，应结合各段地形、水文地质情况、施工条件以及铁塔型式加以确定，并且应在满足规程、规范的前提下，尽可能地降低工程造价。为使线路能安全、稳定地运行，铁塔基础结构设计应满足如下的功能要求：能承受正常施工和正常运行时可能出现的各种工况下的荷载；在正常使用时具有良好的工作性能；正常维护下具有足够的耐久性能；在偶然事件发生及发生后，仍能保持必须的整体稳定。钢管塔的使用，要求其基础占地面积越小越好，此时，桩基基础比一般开挖基础有明显的优势。在输电线路杆塔基础中，选择适当的桩型主要取决于杆塔基础荷载、场地的土层情况以及场地的地形条件。而地质条件中，地基土和地下水的状况是最重要的因素。

2009年11月，向-上±800kV特高压直流输电线路工程皖3B标段全标段导、地线顺利架通。该工程基础型式新、基础根开大，塔型特殊，导线直径大。其中，基础根开达25米；塔高高达105米、单基塔重138吨、导线横担单边长23米；导线与常规工程相比，特高压直流线路工程采用的6×ACSR-720/50大截面钢芯铝绞线，是输电线路建设中首次应用，为今后相关情况下的塔基处理提供了很好的参考。 在我国电网规模扩大的同时，近些年来，我国局部地区的雨雪冰冻、飑线风、台风、地震等自然灾害以及水土流失、边坡与滑坡等地质灾害呈现频发的趋势，已严重威胁电网的安全稳定运行。福建、浙江、江苏等沿海省份，受台风影响造成电网损毁。按照以往的修复方法，铁塔仅局部损坏，或者铁塔倾倒但基础未损坏时，抢修时间一般在5～7天；当线路基础损坏时，由于受基础混凝土养护期强度限制，一般基础浇注完成7天后才可达到组塔强度，21天左右达到架线强度，抢修时间在25天以上。

2010年6月国家电网公司组织开展了输电线路快速抢修杆塔基础设计及应用研究工作，形成了输电线路快速抢修杆塔基础通用设计成果。该成果统筹考虑工程抢修采购加工、材料运输、现场施工、物资储备各环节特点，采用型钢装配式基础和型钢混凝土基础新型结构型式，形成8个模块、共117种基础，适用于110（66）～750kV单、双回输电线路，填补了国内该领域的技术空白。该项成果的最大特点，就是大大缩短了抢修工期。采用型钢装配式基础和型钢混凝土基础等新型结构型式，与常规基础相比，可将抢修时间缩短三分之二。以往将近一个月的杆塔基础抢修时间，只需要7天左右就能完成。该项成果的提出，为广大杆塔设计业者处理类似问题提供了积极的参考。

3结语

对于社会而言，电力是国民经济发展的重要基础，是人民群众正常生产和生活的重要保障。而输电线路杆塔作为整个电网线路的支点，其重要性不言而喻。