型數(shù)字高壓絕緣電阻測試儀生產(chǎn)企業(yè)為顧客提供詳細(xì)參數(shù)
絕緣電阻測試儀的前身是兆歐表，它是一種專門用來測量變壓器、電動(dòng)機(jī)、電纜等電氣設(shè)備絕緣電阻的儀表。通過絕緣電阻的測量可以判斷內(nèi)部絕緣材料是否受潮，或外絕緣表面是否有缺陷。這種絕緣電阻的測量原理就是在絕緣系統(tǒng)上加直流高壓，來測量產(chǎn)生的泄漏電流，從而計(jì)算出絕緣電阻值。本文用產(chǎn)生固定頻率的方波，而后經(jīng)變壓器升壓，再倍壓整流成高壓直流，zui后經(jīng)過帶過流保護(hù)的高壓穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后，將這兩路電源串聯(lián)起來實(shí)現(xiàn)2500 V的高壓穩(wěn)壓源設(shè)計(jì)，從而降低了變壓器的制作難度。
1 絕緣電阻測試系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
絕緣電阻測試系統(tǒng)主要由高壓電源、AD變換電路、微處理器電路、顯示器電路等組成。圖l所示是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。文中主要講述高壓電源部分的設(shè)計(jì)。
2 直流高壓產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)
2.1開關(guān)電源工作原理
系統(tǒng)開關(guān)電源的供電電壓為12 V，采用推挽電路，其開關(guān)管的柵極在激勵(lì)方波信號(hào)控制下交替導(dǎo)通與截止，12 V直流電壓變換成高頻方波后，交替加在升壓變壓器的兩個(gè)原邊，相當(dāng)于一個(gè)半峰值12 V的交變方波加在變壓器的原邊上，之后在次邊按匝數(shù)比變換為高壓方波。
2.2高壓產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)的高壓產(chǎn)生電路如圖2所示。各芯片電源電壓統(tǒng)一為12 V。系統(tǒng)采用CD4060和石英晶體來產(chǎn)生3.6864 MHz的方波，再經(jīng)過32分頻后將115.2 kHz信號(hào)輸入到CD4013的D觸發(fā)器。然后通過兩分頻產(chǎn)生相位相差180°的57.6 kHz信號(hào)，來確保驅(qū)動(dòng)波形的對稱性，且不會(huì)有直流分量。zui后再輸出給并聯(lián)連接的CD4049。由于場效應(yīng)管的柵源電容一般較大，因此需要大的驅(qū)動(dòng)電流減小充放電時(shí)間來提高驅(qū)動(dòng)場效應(yīng)管柵極能力。CD4060和CD4049的輸出端波形如圖3所示。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要產(chǎn)生2500 V的直流高壓，而通常的場效應(yīng)管zui大耐壓在1500 V，因此本設(shè)計(jì)先產(chǎn)生1400 V的電壓，再經(jīng)高壓穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后得到穩(wěn)定的1250 V電壓，zui后將兩組電路串聯(lián)，就得到所需的2500 V直流高壓。因此采用這種倍壓整流的方法，變壓器副邊只需輸出700 V，可降低變壓器副邊的繞制難度。在倍壓整流電路中，由于輸出電壓很大，因此要使用耐壓高的瓷片電容和快恢復(fù)二極管，本系統(tǒng)選用103 M／3000 V的高壓瓷片電容。
2.3變壓器的設(shè)計(jì)
（1）變壓器線圈的纏繞方法
由于電路采用的是推挽方式升壓電路，因此變壓器原邊應(yīng)帶有中間抽頭，又由于原邊電壓低，這里采用雙線并繞的方法，將同名端和非同名端串接來引出中心抽頭，這樣有助于原邊兩個(gè)繞組的平衡和減小漏感。設(shè)計(jì)中將采用次邊繞在骨架各個(gè)分格中的方法來增加爬電距離。
（2）變壓器的參數(shù)選擇
①變壓器變比的確定
由于方波輸出，占空比為0.5，開關(guān)頻率是57.6 kHz，因此在輸入電壓為12 V時(shí)，應(yīng)保證輸出電壓達(dá)到700 V，因此變比n可由正式得出：可得變壓器比n=N2／N1=58.3，考慮到實(shí)際電路會(huì)有功率管和整流二極管的管壓降，可以選取變比n=60。
②磁芯的選取
根據(jù)公式：
j——電流密度，一般情況下，選取300～500A／cm2；
Kc——磁芯的填充系數(shù)，對于鐵氧體Kc=1；
Ku——銅的填充系數(shù)，Ku與導(dǎo)線線徑、繞制的工藝及繞組數(shù)量等有關(guān)，一般為0.1～0.5左右。
上式中各個(gè)參數(shù)的單位是：P0→W，Ae→cm2，Aw→cm2，Bm→Gs，j→A／cm2。取P0=15 W，η=90％，選用MXO-2000鐵氧體材料，其飽和磁通密度Bs=4000 Gs，使用時(shí)為防止出現(xiàn)磁飽和，可取磁通密度Bm=2500 Gs，其有效磁芯截面積Ae為0.224 cm2，窗口面積Aw為0.5315 cm2，Kc=1，Ku=0.3，j=300 A／cm2。
由公式（2）計(jì)算得：
對照EE19磁芯的AeAw=0.119 cm4，因此設(shè)計(jì)中選擇EE19磁芯。
③匝數(shù)的設(shè)計(jì)
因此設(shè)計(jì)中可取原邊單繞組為10匝，根據(jù)變比要求，取副邊單繞組匝數(shù)為600匝。即變壓器的繞組匝數(shù)為：10：10：600。
④繞組的設(shè)計(jì)
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