同轴型电容分压器的理论研究及制作

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1、河南科技大学毕业设计（论文）电容分压式高压悬浮电源摘要随着国家智能电网战略的提出，越来越多的智能电气设备在国家电网中加以运用，但随之而来的问题是如何在户外向这些设备提供稳定可靠的电源，为解决这一问题，本文提出并设计了一种在线取能装置——电容分压式高压悬浮电源。电容分压式高压悬浮电源是使用电容分压器作为在线取能装置，然后经后续电路的整流、滤波、PWM和DC/DC转换后得到一个比较稳定的、连续的、可靠地电源装置。本文采用同轴式电容器构成分压器，并建立了同轴型电容分压器的数学模型。通过对同轴型电容分压器相对误差的分析表

2、明，影响电容分压器精度的关键在于电容器的稳定性。电容值变化的相对误差与圆柱筒的半径和壁厚、材料的线膨胀系数以及环境温度均有关系，其中环境温度的影响最大，圆柱筒壁厚次之。通过对分压器的误差分析，使用铝制分压器已经达到了分压的要求。本文采用环氧树脂作为电容器的绝缘物质。对于分压得到的低压，需经过后续电路的转换才能得到一个稳定、可靠、连续的的电压。如何转换成所需的电压，PWM和DC/DC转换器的选择直接影响到电压的精度和寿命。经分析本文选用LM2576作为电压调整器，经TPS61207和MAX764两种DC/DC转换器

3、后，得到稳定、可靠的±5V电源。关键词：电容分压器环氧树脂PWM开关DC/DC转换器3333河南科技大学毕业设计（论文）HighVoltageCapacitorDividerPowerSupplyABSTRACTWiththepropositionofnationalsmartgridstrategy,moreandmoreintelligentelectricaldevicesareusedinthenationalpowergrid.Whenusingthesedevices,wewillfindthatth

4、eensuingquestionishowtoofferastableandreliablepowersupplytothesedevicesoutdoors.Tosolvethisproblem,thispaperproposedanddesignedadevicetogetpoweronline--highvoltagecapacitordividerpowersupply.Highvoltagecapacitordividerpowersupplyisadevicethatusesacapacitivedi

5、vidertogetalowvoltagefromhighvoltageline,andthenthelowvoltageprocessedbytherectifiercircuit,filter,PWMandDC/DCconversiontogetamorestable,continuousandreliablepowersupply.Inthispaperakindofcoaxial-typecapacitordividerispresented,andmathematicalmodelisalsoestab

6、lished.Therelativeerroranalysisofcoaxialcapacitivedividershowsthatthekeyfactorsimpactingtheaccuracyofdividercapacitorlieincapacitorstability.Thecapacitancerelativeerrorisrelatedwiththecylindricaltuberadiusandwallthickness,thelinearexpansioncoefficientoftheuse

7、dmaterial,andtheambienttemperature.Thegreatestimpactistheambienttemperaturechange,followedbycylindricaltubewallthickness.Erroranalysisofthedividershowsthatthealuminumdividerhasreachedtherequirements.Inthisdesign,epoxyresinwaschosenasacapacitorinsulating.Obtai

8、nedforlowvoltagegetfromthehighvoltageline,therealsoneedaprocessingcircuittogetastable,reliableandcontinuousvoltage.Howtoconvertvoltagewhichrequired,thechoiceofPWMandDC/DCconverterdirectly