怎樣做離線單相電源
發布時間:2013-03-15 責任編輯:easonxu
【導讀】在(zai)單(dan)相(xiang)和(he)雙(shuang)相(xiang)之(zhi)間(jian)可(ke)能(neng)出(chu)現(xian)電(dian)壓(ya)故(gu)障(zhang),有(you)些(xie)應(ying)用(yong)要(yao)求(qiu)電(dian)源(yuan)能(neng)在(zai)這(zhe)種(zhong)問(wen)題(ti)下(xia)繼(ji)續(xu)工(gong)作(zuo)。為(wei)應(ying)付(fu)這(zhe)些(xie)問(wen)題(ti),可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)一(yi)個(ge)非(fei)受(shou)控(kong)整(zheng)流(liu)器(qi)和(he)一(yi)隻(zhi)電(dian)容(rong),將(jiang)三(san)相(xiang)交(jiao)流(liu)電(dian)轉(zhuan)換(huan)為(wei)一(yi)個(ge)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya),但(dan)這(zhe)個(ge)電(dian)壓(ya)可(ke)能(neng)高(gao)於(yu)標(biao)準(zhun)轉換器可以支持的最大輸入電壓。
某些工業應用要求將一個三相電源送入一個小功率的dc/dc轉換器,並可能要處理200V或400V的線間有效電壓。此外,可能沒有可用的交流中性線,因此不得不使用線間的電壓鏈路,這意味著更高的輸入電壓。在zai單dan相xiang和he雙shuang相xiang之zhi間jian可ke能neng出chu現xian電dian壓ya故gu障zhang,有you些xie應ying用yong要yao求qiu電dian源yuan能neng在zai這zhe種zhong問wen題ti下xia繼ji續xu工gong作zuo。為wei應ying付fu這zhe些xie問wen題ti,可ke以yi采cai用yong一yi個ge非fei受shou控kong整zheng流liu器qi和he一yi隻zhi電dian容rong,將jiang三san相xiang交jiao流liu電dian轉zhuan換huan為wei一yi個ge直zhi流liu電dian壓ya,但dan這zhe個ge電dian壓ya可ke能neng高gao於yu標biao準zhun轉zhuan換huan器qi可ke以yi支zhi持chi的de最zui大da輸shu入ru電dian壓ya。要找到一個可用於這些電壓的dc/dc轉換器可能很困難,這個電壓一般為564V直流或更高。
用圖1中的電路可以獲得一個小於某給定值的直流電壓,該值由R1與R3之比而決定。以圖中的電阻取值,當線間的三相電壓為400V有效值或更高時, 得到的這個電壓約為340V.可(ke)以(yi)從(cong)兩(liang)相(xiang)或(huo)三(san)相(xiang)電(dian)中(zhong)獲(huo)得(de)這(zhe)個(ge)值(zhi),無(wu)論(lun)是(shi)否(fou)有(you)中(zhong)性(xing)線(xian),也(ye)可(ke)以(yi)取(qu)自(zi)帶(dai)中(zhong)性(xing)線(xian)的(de)單(dan)相(xiang)電(dian)。本(ben)電(dian)路(lu)省(sheng)略(lve)了(le)傳(chuan)統(tong)三(san)相(xiang)整(zheng)流(liu)橋(qiao)的(de)兩(liang)隻(zhi)二(er)極(ji)管(guan),並(bing)包(bao)含(han)了(le)一(yi)個(ge)中(zhong)性(xing)線(xian)二(er)極(ji)管(guan)對(dui),從(cong)而(er)在(zai)儲(chu)能(neng)電(dian)容(rong)C1上獲得低於340V的電壓,且初始起動時達到0V(圖2)。如果連接了中性線,則必須將其接到一個整流器的雙二極管臂上,以獲得0V的起動電壓;不過,相線可以隨機連接。

圖1:三相整流器使用了一隻開關IGBT和一隻電容

圖2:電路省略了典型三相整流橋的兩隻二極管而加了一個中性線二極管對
並聯穩壓器IC1用作比較器。在初始起動後,一旦瞬時整流電壓VI大於340V,IC1的基準-陽極電壓就高於其2.495V的內部基準,將陽極-陰極電壓降低到大約2V,使Q2關斷。當整流電壓低於340V時,IC1不拉入電流。於是,Q2因R2偏置而導通,將儲能電容C1和dc/dc轉換器負載連接到整流器上。
在上電時,如果C1完全放電,而整流後的瞬時交流線電壓大於約50V,則MOSFET Q1導通,使絕緣柵雙極晶體管Q2保持關斷;無充電電流通過電容。如果瞬時整流電壓低於儲能電容與50V之和,則Q1關斷,Q2導通,將電容與負載連接到整流器上。
注意(尤其是在上電時),當Q2關斷時,Q2的VCE=VI-VLOAD值上升到一個大值,因此R5必須盡可能大,要承受大約0.5W的功率。增加R5的值意味著必須增加R4的值,從而使Q1的關斷更緩慢,並可能產生起動時的故障。對於R4、R5和D8的值,必須在實用時做一個均衡。考慮到D8限製了Q1上的最大柵極電壓,它的齊納電壓必須盡可能接近於閾值電壓,從而通過R4更快地關斷。Q1的一個好的選擇是BS170.可以在Q2的集射結上跨接一個R6和CS組成的緩衝網絡,以限製所產生的噪聲。
當實際負載電壓為340V時,IC1的基準電壓大約比其陰極高0.5V,輸入電壓開始通過集電極結而導通。必須在0.5V、45μA時測量這個陰極電壓,並且如果計算R1和R3的新值,則必須考慮這個值。圖2中的仿真並沒有考慮到這個輸入泄漏,開關為310V。
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