用一只三相整流器和降壓器做離線(xiàn)單相電源

某些工業(yè)應用要求將一個(gè)三相電源送入一個(gè)小功率的dc/dc轉換器，并可能要處理200V或400V的線(xiàn)間有效電壓。此外，可能沒(méi)有可用的交流中性線(xiàn)，因此不得不使用線(xiàn)間的電壓鏈路，這意味著(zhù)更高的輸入電壓。在單相和雙相之間可能出現電壓故障，有些應用要求電源能在這種問(wèn)題下繼續工作。為應付這些問(wèn)題，可以采用一個(gè)非受控整流器和一只電容，將三相交流電轉換為一個(gè)直流電壓，但這個(gè)電壓可能高于標準轉換器可以支持的最大輸入電壓。要找到一個(gè)可用于這些電壓的dc/dc轉換器可能很困難，這個(gè)電壓一般為564V直流或更高。

用圖1中的電路可以獲得一個(gè)小于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(xiàn)間的三相電壓為400V有效值或更高時(shí)， 得到的這個(gè)電壓約為340V?？梢詮膬上嗷?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/三相">三相電中獲得這個(gè)值，無(wú)論是否有中性線(xiàn)，也可以取自帶中性線(xiàn)的單相電。本電路省略了傳統三相整流橋的兩只二極管，并包含了一個(gè)中性線(xiàn)二極管對，從而在儲能電容C1上獲得低于340V的電壓，且初始起動(dòng)時(shí)達到0V(圖2)。如果連接了中性線(xiàn)，則必須將其接到一個(gè)整流器的雙二極管臂上，以獲得0V的起動(dòng)電壓；不過(guò)，相線(xiàn)可以隨機連接。

圖1，三相整流器使用了一只開(kāi)關(guān)IGBT和一只電容，將電壓降低到標準離線(xiàn)dc/dc轉換器范圍內。

圖2，電路省略了典型三相整流橋的兩只二極管，而加了一個(gè)中性線(xiàn)二極管對，從而在儲能電容C1上獲得了低于340V的電壓，在初始起動(dòng)時(shí)達到0V。

并聯(lián)穩壓器IC1用作比較器。在初始起動(dòng)后，一旦瞬時(shí)整流電壓VI大于340V，IC1的基準-陽(yáng)極電壓就高于其2.495V的內部基準，將陽(yáng)極-陰極電壓降低到大約2V，使Q2關(guān)斷。當整流電壓低于340V時(shí)，IC1不拉入電流。于是，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(shí)，如果C1完全放電，而整流后的瞬時(shí)交流線(xiàn)電壓大于約50V，則MOSFET Q1導通，使絕緣柵雙極晶體管Q2保持關(guān)斷；無(wú)充電電流通過(guò)電容。如果瞬時(shí)整流電壓低于儲能電容與50V之和，則Q1關(guān)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(shí))，當Q2關(guān)斷時(shí)，Q2的VCE=VI-VLOAD值上升到一個(gè)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(zhù)必須增加R4的值，從而使Q1的關(guān)斷更緩慢，并可能產(chǎn)生起動(dòng)時(shí)的故障。對于R4、R5和D8的值，必須在實(shí)用時(shí)做一個(gè)均衡?？紤]到D8限制了Q1上的最大柵極電壓，它的齊納電壓必須盡可能接近于閾值電壓，從而通過(guò)R4更快地關(guān)斷。Q1的一個(gè)好的選擇是BS170?？梢栽赒2的集射結上跨接一個(gè)R6和CS組成的緩沖網(wǎng)絡(luò )，以限制所產(chǎn)生的噪聲。

當實(shí)際負載電壓為340V時(shí)，IC1的基準電壓大約比其陰極高0.5V，輸入電壓開(kāi)始通過(guò)集電極結而導通。必須在0.5V、45μA時(shí)測量這個(gè)陰極電壓，并且如果計算R1和R3的新值，則必須考慮這個(gè)值。圖2中的仿真并沒(méi)有考慮到這個(gè)輸入泄漏，開(kāi)關(guān)為310V。