一種用于三相橋式限流器的多路輸出隔離驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于三相橋式限流器的多路輸出隔離驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:包括依次相連的方波電流源、高頻變壓器、整流濾波模塊、并聯(lián)型線性穩(wěn)壓模塊，并聯(lián)型線性穩(wěn)壓模塊輸出端分別與分壓模塊和比較器相連，比較器的輸入端與分壓模塊和光纖信號(hào)發(fā)生模塊相連，比較器的輸出端與觸發(fā)放大模塊相連，觸發(fā)放大模塊輸出端與輸出模塊連接。本實(shí)用新型采用了分布式供電方式，使用一套主電路就可以產(chǎn)生多組彼此隔離的副邊電壓，具有體積小，重量輕，效率高，可靠性高等顯著優(yōu)點(diǎn)。而且由于采用具有獨(dú)立磁路的副邊繞組的變壓器，副邊繞組個(gè)數(shù)也就是輸出隔離電源的路數(shù)的增減非常方便，特別是當(dāng)輸出隔離電源的路數(shù)較多時(shí)，該電源的優(yōu)勢(shì)就更為明顯。
【專利說(shuō)明】—種用于三相橋式限流器的多路輸出隔離驅(qū)動(dòng)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種用于三相橋式限流器的多路輸出隔尚驅(qū)動(dòng)電路。

【背景技術(shù)】
[0002]電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得電力電子裝置的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前，在電力電子裝置中，在需要隔離電源的地方，均設(shè)置獨(dú)立的包括原、副邊電路的整套工作電源，電路復(fù)雜，效率低，體積大，成本高，可靠性低；有些電力電子裝置使用帶有電壓泵的專用單電源驅(qū)動(dòng)電路，可以省掉復(fù)雜的多路隔離輔助電源，但由于這種專用電路的局限性，不能適用于高電壓、大功率和其它有特殊需要的場(chǎng)合。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用于三相橋式限流器的多路輸出隔離驅(qū)動(dòng)電路，本實(shí)用新型采用了分布式供電方式，使用一套主電路就可以產(chǎn)生多組彼此隔離的副邊電壓，和其他形式的電源相比，在輸出功率和輸出路數(shù)相等的情況下，具有體積小，重量輕，效率高，可靠性高等顯著優(yōu)點(diǎn)。而且由于采用具有獨(dú)立磁路的副邊繞組的變壓器，副邊繞組個(gè)數(shù)也就是輸出隔離電源的路數(shù)的增減非常方便，特別是當(dāng)輸出隔離電源的路數(shù)較多時(shí)，該電源的優(yōu)勢(shì)就更為明顯。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種用于三相橋式限流器的多路輸出隔離驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:包括依次相連的方波電流源、高頻變壓器、整流濾波模塊、并聯(lián)型線性穩(wěn)壓模塊，所述并聯(lián)型線性穩(wěn)壓模塊輸出端分別與分壓模塊和比較器相連，所述比較器的輸入端與分壓模塊和光纖信號(hào)發(fā)生模塊相連，所述比較器的輸出端與觸發(fā)放大模塊相連，所述觸發(fā)放大模塊輸出端與輸出模塊連接。
[0005]進(jìn)一步地，所述高頻變壓器由一組公用的交流母線形成的初級(jí)和多路線圈形成的次級(jí)組成。
[0006]進(jìn)一步地，所述整流濾波模塊、并聯(lián)型線性穩(wěn)壓模塊均與高頻變壓器的多路次級(jí)線圈個(gè)數(shù)相同，且依次連接在高頻變壓器的多路次級(jí)線圈之后。
[0007]進(jìn)一步地，所述并聯(lián)型線性穩(wěn)壓模塊包括電阻Rl、R2、R3、R4、R5，穩(wěn)壓二極管Z1，三極管Vl和場(chǎng)效應(yīng)管SI，所述電阻Rl串聯(lián)在模塊信號(hào)輸入端，所述電阻R2、R3相串聯(lián)并且相對(duì)于模塊信號(hào)輸入端并聯(lián)，所述電阻R4和穩(wěn)壓二極管Zl串聯(lián)并且相對(duì)于串聯(lián)的電阻R2、R3整體并聯(lián)，所述電阻R4和穩(wěn)壓二極管Zl連接點(diǎn)處還接三極管Vl的基極，所述三極管Vl的集電極與場(chǎng)效應(yīng)管SI柵極連接，所述電阻R5 —端連接場(chǎng)效應(yīng)管SI柵極，另一端連接場(chǎng)效應(yīng)管SI源極，所述場(chǎng)效應(yīng)管SI的漏極和源極為本模塊信號(hào)輸出端。
[0008]進(jìn)一步地，所述觸發(fā)放大模塊包括并聯(lián)的二極管Dl和電阻R2，串聯(lián)的電容Cl、電阻R1，所述并聯(lián)的二極管Dl和電阻R2以及串聯(lián)的電容Cl、電阻Rl均與運(yùn)算放大器的反相端連接，所述運(yùn)算放大器同相端輸入基準(zhǔn)電壓信號(hào)Vref。
[0009]進(jìn)一步地，所述穩(wěn)壓二極管Zl采用TL431精密穩(wěn)壓管。
[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0011]本實(shí)用新型采用了分布式供電方式，使用一套主電路就可以產(chǎn)生多組彼此隔離的副邊電壓，和其他形式的電源相比，在輸出功率和輸出路數(shù)相等的情況下，具有體積小，重量輕，效率高，可靠性高等顯著優(yōu)點(diǎn)。而且由于采用具有獨(dú)立磁路的副邊繞組的變壓器，副邊繞組個(gè)數(shù)也就是輸出隔離電源的路數(shù)的增減非常方便，特別是當(dāng)輸出隔離電源的路數(shù)較多時(shí)，該電源的優(yōu)勢(shì)就更為明顯。
[0012]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的多路輸出隔離驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)框圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型的多路輸出驅(qū)動(dòng)電路供電方式結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型的三相橋式固態(tài)短路故障限流器原理圖；
[0016]圖4為本實(shí)用新型的高頻變壓器工作波形圖；
[0017]圖5為本實(shí)用新型的線性穩(wěn)壓及過(guò)流保護(hù)電路電路原理圖；
[0018]圖6為本實(shí)用新型的強(qiáng)觸發(fā)電路電路原理圖；
[0019]圖7為本實(shí)用新型的限流器輸入方波電流源波形圖；
[0020]圖8為本實(shí)用新型的限流器副邊電流波形圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1所示，一種用于三相橋式限流器的多路輸出隔離驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:包括依次相連的方波電流源1、高頻變壓器2、整流濾波模塊3、并聯(lián)型線性穩(wěn)壓模塊4，所述并聯(lián)型線性穩(wěn)壓模塊4輸出端分別與分壓模塊5和比較器7相連，所述比較器7的輸入端與分壓模塊5和光纖信號(hào)發(fā)生模塊6相連，所述比較器7的輸出端與觸發(fā)放大模塊8相連，所述觸發(fā)放大模塊8輸出端與輸出模塊9連接。
[0022]如圖2所示，本實(shí)施例中，所述高頻變壓器2由一組公用的交流母線形成的初級(jí)和多路線圈形成的次級(jí)組成；所述整流濾波模塊3、并聯(lián)型線性穩(wěn)壓模塊4均與高頻變壓器2的多路次級(jí)線圈個(gè)數(shù)相同，且依次連接在高頻變壓器2的多路次級(jí)線圈之后。它利用一組公用的交流母線，在主電路需要輔助電源的地方進(jìn)行高頻變壓器隔離變換并經(jīng)整流，濾波，穩(wěn)壓后變成所需要的直流電壓。分布式供電方法解決了多路隔離輸出的困難，并且在實(shí)際電路中它與供電對(duì)象之間可以靠得很近，減小了被干擾的機(jī)會(huì)。隔離變壓器的絕緣電壓也可以做得比較高，原副邊的分布電容比較小。
[0023]如圖2所示，Lm為變壓器原邊激磁電感，變壓器變比為1:N，is為高頻方波電流源，Vo為變壓器輸出電壓，1為變壓器輸出電流。當(dāng)占空比D = 0.5時(shí)，變壓器的工作波形如圖4所示。
[0024]如圖5所示，本實(shí)施例中，所述并聯(lián)型線性穩(wěn)壓模塊4包括電阻R1、R2、R3、R4、R5，穩(wěn)壓二極管Z1，三極管Vl和場(chǎng)效應(yīng)管SI，所述電阻Rl串聯(lián)在模塊信號(hào)輸入端，所述電阻R2、R3相串聯(lián)并且相對(duì)于模塊信號(hào)輸入端并聯(lián)，所述電阻R4和穩(wěn)壓二極管Zl串聯(lián)并且相對(duì)于串聯(lián)的電阻R2、R3整體并聯(lián)，所述電阻R4和穩(wěn)壓二極管Zl連接點(diǎn)處還接三極管Vl的基極，所述三極管Vl的集電極與場(chǎng)效應(yīng)管SI柵極連接，所述電阻R5 —端連接場(chǎng)效應(yīng)管SI柵極，另一端連接場(chǎng)效應(yīng)管SI源極，所述場(chǎng)效應(yīng)管SI的漏極和源極為本模塊信號(hào)輸出端。
[0025]由于供電電源是電流源信號(hào)，穩(wěn)壓電路采用了并聯(lián)型線性穩(wěn)壓方式，Rl起限流作用，R2，R3，R4和Zl組成穩(wěn)壓電路，Zl采用TL431精密穩(wěn)壓管，R5，Vl和SI組成過(guò)流保護(hù)電路，當(dāng)輸入電流過(guò)大時(shí)，Vl導(dǎo)通，SI柵極為高電平而導(dǎo)通，從而限制了流過(guò)Zl的電流，保護(hù)了后級(jí)電路。
[0026]如圖6所示，本實(shí)施例中，所述觸發(fā)放大模塊8包括并聯(lián)的二極管Dl和電阻R2，串聯(lián)的電容Cl、電阻R1，所述并聯(lián)的二極管Dl和電阻R2以及串聯(lián)的電容Cl、電阻Rl均與運(yùn)算放大器的反相端連接，所述運(yùn)算放大器同相端輸入基準(zhǔn)電壓信號(hào)Vref。當(dāng)輸入下降沿到來(lái)時(shí)，由于電容兩端電壓不能突變，點(diǎn)2電位變?yōu)榈碗娖?，輸出?qiáng)觸發(fā)脈沖，下降沿結(jié)束后，電容開始充電，點(diǎn)2電位上升，當(dāng)V2>Vref時(shí)，強(qiáng)觸發(fā)結(jié)束。強(qiáng)觸發(fā)寬度τ按式(I)計(jì)算。
[0027]τ =— (Rl+R2)Clln(l)
[0028]采用如圖3所示的三相橋式固態(tài)短路故障限流器，隔離電源的參數(shù)如下:高頻變壓器工作頻率為100kHz，原邊I匝，副邊兩路輸出，分別為3匝和I匝。主路輸出經(jīng)過(guò)整流，濾波，穩(wěn)壓后變成所需要的直流電壓。輔路輸出經(jīng)整流，濾波后變?yōu)樨?fù)電平，為晶閘管的關(guān)斷提供反向電流，加速關(guān)斷過(guò)程。圖7為輸入方波電流源波形。圖8為副邊電流波形。
[0029]綜上所述，本實(shí)用新型的多路輸出隔離驅(qū)動(dòng)電路，采用分布式電流源供電方式，該方法解決了多路隔離輸出的困難，并且在實(shí)際電路中可與供電對(duì)象靠得很近，減小了被干擾的機(jī)會(huì)，減少了變壓器繞組匝數(shù)，能量傳遞效率較高。驅(qū)動(dòng)電路輸出具有強(qiáng)觸發(fā)，陡峭的上升沿保證了器件的可靠導(dǎo)通。該驅(qū)動(dòng)電路還適用于各種電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)，中頻電源系統(tǒng)等其它電力電子裝置，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0030]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于三相橋式限流器的多路輸出隔離驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:包括依次相連的方波電流源(I)、高頻變壓器(2)、整流濾波模塊(3)、并聯(lián)型線性穩(wěn)壓模塊(4)，所述并聯(lián)型線性穩(wěn)壓模塊⑷輸出端分別與分壓模塊(5)和比較器(7)相連，所述比較器(7)的輸入端與分壓模塊(5)和光纖信號(hào)發(fā)生模塊(6)相連，所述比較器(7)的輸出端與觸發(fā)放大模塊(8)相連，所述觸發(fā)放大模塊(8)輸出端與輸出模塊(9)連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種用于三相橋式限流器的多路輸出隔離驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述高頻變壓器(2)由一組公用的交流母線形成的初級(jí)和多路線圈形成的次級(jí)組成。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種用于三相橋式限流器的多路輸出隔離驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述整流濾波模塊(3)、并聯(lián)型線性穩(wěn)壓模塊(4)均與高頻變壓器(2)的多路次級(jí)線圈個(gè)數(shù)相同，且依次連接在高頻變壓器(2)的多路次級(jí)線圈之后。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種用于三相橋式限流器的多路輸出隔離驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述并聯(lián)型線性穩(wěn)壓模塊(4)包括電阻町、1?2、1?3、1?4、1?5，穩(wěn)壓二極管21，三極管￥1和場(chǎng)效應(yīng)管SI，所述電阻Rl串聯(lián)在模塊信號(hào)輸入端，所述電阻R2、R3相串聯(lián)并且相對(duì)于模塊信號(hào)輸入端并聯(lián)，所述電阻R4和穩(wěn)壓二極管Zl串聯(lián)并且相對(duì)于串聯(lián)的電阻R2、R3整體并聯(lián)，所述電阻R4和穩(wěn)壓二極管Zl連接點(diǎn)處還接三極管Vl的基極，所述三極管Vl的集電極與場(chǎng)效應(yīng)管SI柵極連接，所述電阻R5 —端連接場(chǎng)效應(yīng)管SI柵極，另一端連接場(chǎng)效應(yīng)管SI源極，所述場(chǎng)效應(yīng)管SI的漏極和源極為本模塊信號(hào)輸出端。
5.按照權(quán)利要求1所述的一種用于三相橋式限流器的多路輸出隔離驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述觸發(fā)放大模塊(8)包括并聯(lián)的二極管Dl和電阻R2，串聯(lián)的電容Cl、電阻R1，所述并聯(lián)的二極管Dl和電阻R2以及串聯(lián)的電容Cl、電阻Rl均與運(yùn)算放大器的反相端連接，所述運(yùn)算放大器同相端輸入基準(zhǔn)電壓信號(hào)Vref。
6.按照權(quán)利要求4所述的一種用于三相橋式限流器的多路輸出隔離驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述穩(wěn)壓二極管Zl采用TL431精密穩(wěn)壓管。
【文檔編號(hào)】H02M1/32GK204145318SQ201420644952
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】魯小鵬, 李滿樹, 汪振東, 何慧梅, 倪凱峰, 全龍翔, 高俊成, 康智, 金麗, 陳曉云, 李小紅, 李均委, 楊勇 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)新疆電力公司電力科學(xué)研究院, 成都愛信雅克科技有限公司