单相整流及三相整流电路分析-包括整流桥及电容选择计算

硬件大拿

已于 2022-10-04 21:33:26 修改

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分类专栏：优选电路模块文章标签：嵌入式硬件驱动开发硬件工程

于 2022-10-04 17:47:45 首次发布

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本文介绍了一种兼容单相和三相的交流整流滤波启动技术，包括整流桥选择、整流管最大电流及反向电压计算、温升计算等内容，并详细讨论了滤波电容的选型及其计算方法。

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交流整流滤波启动技术

假定：单相/三相 200~230VAC -15%~10%
电流：单相电流为8.88A，三相为4.6A

1.原理图

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2.优选器件

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3.电路计算

3.1 整流桥选择

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在设计上需要同步兼容单相和三相设计，为了整流的功率最大化，采用全桥整流方式。
整流管的选择：
***整流管的最大电流：按单相电流 8.88A计算：
按照工程经验，设计3倍过载计算，并且常规需要预留20%的设计裕量，则最大电流为Io：Io=8.883/0.8= 33.3A
整流管的最大反向电压计算VRPM：
U=230V1.11.414= 358V，按工程经验，取两倍过载，则VRM=716V
故，采用常用的 35A/800 整流桥
例如: 乐山无线电LRC PSD3508
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整流管温升计算：
在这里插入图片描述
当电流为8.88A时，如上图所示：Pav(W)=15W
温升=15*1.5=22.5°；按最大环境温度60°计算，运行的最大结温为22.5°+60°=82.5°，加上芯片结表温差15°，最大结温为82.5°+15°=97.5°<150°，满足设计要求。

3.2 滤波电容的选型计算

由于是兼容单相和三相输入设计；依据实际的整流效果，三相的整流平衡度更高，对于电容的容值需求要比单相更低。
因此对于电容值以及纹波电流的需求，计算时，可以按照单相来计算；
对于三相电压输入：

在这里插入图片描述

如图上图，
空载情况下：Ud= 1.4142301.1= 358V;
带载情况系：Ud= 1.352301.1= 342V
在三相情况下，按照常规设计，可以选择Ud=400V电解电容；
对于单相电压输入：

具体还可参考以下文章：https://wenku.baidu.com/view/3b6fd663011ca300a6c3906c.html
**电容负载电阻工程近似计算：
** RLmin= 170170/1000=28.9欧
RLC> 5T/2; C> 1730Uf;
按照常规电容选型：可以采用3个680uF 电容并联；
纹波电流工程近似计算：
对于永磁同步电机负载，近似计算：
纹波电流 Ic= Iorms/1.414 = 4.16A
查万裕和丰滨厂家资料： 680uF/400V 单个纹波电流I >2.3A ;
因此在本设计中采用： 680uF/400V电解电容3个并联，纹波电流>2.3A ；±20%，-25-105°，3000h
其它参考资料为：https://wenku.baidu.com/view/9fc7310976c66137ee06193f.html