用一只三相整流器和降壓器做離線單相電源

某些工業(yè)應用要求將一個三相電源送入一個小功率的dc/dc轉(zhuǎn)換器，并可能要處理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。在單相和雙相之間可能出現(xiàn)電壓故障，有些應用要求電源能在這種問題下繼續(xù)工作。為應付這些問題，可以采用一個非受控整流器和一只電容，將三相交流電轉(zhuǎn)換為一個直流電壓，但這個電壓可能高于標準轉(zhuǎn)換器可以支持的最大輸入電壓。要找到一個可用于這些電壓的dc/dc轉(zhuǎn)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?？梢詮膬上嗷?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/三相">三相電中獲得這個值，無論是否有中性線，也可以取自帶中性線的單相電。本電路省略了傳統(tǒng)三相整流橋的兩只二極管，并包含了一個中性線二極管對，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只開關IGBT和一只電容，將電壓降低到標準離線dc/dc轉(zhuǎn)換器范圍內(nèi)。

圖2，電路省略了典型三相整流橋的兩只二極管，而加了一個中性線二極管對，從而在儲能電容C1上獲得了低于340V的電壓，在初始起動時達到0V。

并聯(lián)穩(wěn)壓器IC1用作比較器。在初始起動后，一旦瞬時整流電壓VI大于340V，IC1的基準-陽極電壓就高于其2.495V的內(nèi)部基準，將陽極-陰極電壓降低到大約2V，使Q2關斷。當整流電壓低于340V時，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(zhuǎn)換器負載連接到整流器上。

在上電時，如果C1完全放電，而整流后的瞬時交流線電壓大于約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于儲能電容與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，并可能產(chǎn)生起動時的故障。對于R4、R5和D8的值，必須在實用時做一個均衡?？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R4更快地關斷。Q1的一個好的選擇是BS170。可以在Q2的集射結(jié)上跨接一個R6和CS組成的緩沖網(wǎng)絡，以限制所產(chǎn)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(jié)而導通。必須在0.5V、45μA時測量這個陰極電壓，并且如果計算R1和R3的新值，則必須考慮這個值。圖2中的仿真并沒有考慮到這個輸入泄漏，開關為310V。