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晶闸管直流稳压器的过流和短路掩护电路

宣布时间:2012年07月09日 21:07    宣布者:1770309616
要害词: 短路掩护 , 晶闸管 , 稳压器
  虽然功率场效应VDMOS 和绝缘栅双极型晶体管IGBT等电力半导体元器件层见叠出,且在电力电子手艺领域占领主要职位,晶闸管(可控硅) 却因耐高压耐年夜电流进击的特点,仍有着稳固的阵地,遭到用户的喜欢。在屏弃电流采样、镌汰年夜和推行等多个环节的情形下,将单结晶体管移相触发器中的晶体管误差镌汰年夜器改成集成运算镌汰年夜器,便可完成晶闸管直流稳压器的过流及短路掩护,简化了电路结构,并前进了零件的稳固可靠性能和AC - DC变换效力。
  使命原理
  误差镌汰年夜器回搜集成运放的晶闸管直流稳压器的控制电路如图1 所示。被控主电路(图中未画) 是三相半控整流桥,再经LC 腻滑滤波器,输入+ 12. 8 V 腻滑直流电压。三相半控整流桥中的三个晶闸管,划分由图示控制电路中的脉冲变压器T2a 、T2b和T2c来触发。推动这三个脉冲变压器的三个移相触发电路是完全类似的,且共用一个误差镌汰年夜器及其电压采样电路。为防止重复和繁琐,图中仅示出B 相的移相触发器电路, A 相和C 相电路则用虚线归纳综合。

31.jpg

  移相触发器电路仍沿用传统的单结晶体管式移相触发器。即当二极管VD3 阴极电压降低时,流过晶体管VT2 的电流(即电容C1 的充电电流) 减小,单结晶体管VT1 输入的脉冲电压后移,晶闸管导通角减小,输入电压减小。当VD3 管阴极电压降低时,VT2 管中电流增年夜,C1 充电速率加速,VT1 管输入脉冲电压前移,晶闸管导通角增年夜,输入电压也增年夜。但VT2 管中的最年夜电流是受电阻R3 阻值制约的,弗成能无限制地增年夜,即晶闸管的最年夜导通角将由R3 锁定在小于180°年夜于0°的某个数值上。
  将晶体管误差镌汰年夜器替换为运算镌汰年夜器式的误差镌汰年夜器,电路结构将简化,且镌汰年夜倍数便利可调,容易制成比例积分微分调治器(PID) ,使调压系统的静态特点更趋完善公正。VD2 管将C2 的腻滑直流电压与移相触发器上的同步梯形波电压隔脱离来。当来自主电路的+ 12. 8V 输入电压发生变换时,取样电位器RP 上的电压异样成比例变换,从而使运放N 的同相输入端3 脚电压照顾变换,输入端6 脚电压按镌汰年夜倍数变换,事实招致晶闸管输入电压发生相反偏向的变换,平衡主电路输入真个变换,保持了输入电压的稳固。
  当主电路输入端泛起过流或短路时,输入电压至少会发生较年夜下跌。而R3 的阻值又限制了晶闸管的最年夜导通角度,纵然晶闸管已到达这个最年夜导通角,依然没法赔偿过电流在主电路上发生的压降,使主电路输入端+ 12. 8 V 电压严重下跌(短路时电压为0V) 。这样运放N 同相输入端3 脚电压就低于反相输入端2 脚,因此输入端6 脚输入超低电压,较年夜电流流过R3 ,VT2管集电极电压就会低于单结晶体管VT1 的峰点电压,VT1 管不克不及发生振荡脉冲,主电路中的三个晶闸管也就没法导通,完成了过流(短路) 掩护。与此同时,蜂鸣器HA 鸣叫,发光二极管VL 点亮,以声光的形式告诉操作职员:此时已处于过流(短路) 掩护状态。
  负载误差扫除后,按一下恢复按钮SA ,C2上的直流电压经由历程电阻R7 重新使运放N 的3 脚电压高于2脚,6脚再次输入较高电压,晶闸管恢复导通, + 12. 8V的输入电压恢复正常。电容C3 为启动电容,开机瞬间若无C3 ,主电路还没有直流电压输入,运放N 的3 脚电压为零,而2 脚电压高于7 V 以上,故输入端6 脚电压很低(约为2V) ,电容C1 上电压达不到VT1 单结晶体管的峰点电压,VT1 管无脉冲电压输入,晶闸管不克不及导通,主电路输入端就会—直处于零电压状态。设置C3 后, 开机瞬间同步电压经由历程VD2 管对C3 充电,在RP 和R11发生高于运放N 的2 脚电压,6 脚即输入较高电压,使主电路输入端输入+12. 8 V 的直流电压。
  欠悦目出,该电路与集电极输入式晶体管直流稳压器有类似的地方,但该电路更优胜——仅用一个电容便可以自行启动,且丝绝不影响稳压性能。
  电路调试
  该电路与主电路联通调试时,无妨将电阻R3 的阻值换年夜些,然后将主电路输入端负载徐徐加年夜。假定加至设定掩护电流值以下的某个电流时输入电压突然降为零,这诠释过流掩护功效已泉源实验,只是实验得过早了些。这时间间可将R3阻值减小一些,一连如前进行加载实验,此时的掩护电活行动值应比上次年夜了一些。一连减小R3 阻值,直至到达设定掩护电流时实验掩护为止。R3 阻值确认后,当接纳类似阻值的结实电阻器取代,尽能够不用电位器,以阻拦其阻值调乱而损掉落或过早实验过流(短路) 掩护功效,误差稳压器的正常应用。
  尽人皆知,单结晶体管型触发器的触发功率着实不很年夜,本文所述的应用电路用来触发三相半控晶闸管桥式整流器,其晶闸管规格为100A ,使+ 12.8V 稳压器输入电流可达180A ,逾越180A 时,潜隐的过流(短路) 掩护功效浮现———单结晶体管VT1 掉落去振荡脉冲,三个晶闸管阻拦。主电路中的三相电源变压器(图中未画出) 的容量和特殊电压值决议了待掩护电活行动值的下限,至于下限之下为何值行动,那就要由电阻R3 的阻值年夜小来决议。现实上,单结晶体管VT1 和三极管VT2 的相关参数—如分压比、峰点电压、谷点电压、电流放年夜倍数等,是与R3 阻值一起,合营来一定掩护电活行动值的,不外VT1 和VT2 管参数的聚会性较年夜,浅易只用调剂R3 阻值年夜小的措施来一定掩护电流的行动值,这样更便利更经济。这就不难明得:为甚么统一型号统一规格的稳压器会泛起不合的R3 阻值了。对统一台稳压器而言,三个触发器中的单结管VT1 、三极管VT2 和电阻R3 的参数值应划分保持不合,以确保三个晶闸管导通角的不合(对称) 性和最好纹波系数。
  推敲到稳压器对输入电压的纹波系数有—定请求,而且滤波电感弗成能定得太年夜,输入直流电压的可控规模也就不宜定得过宽,在供电电压下限且输入特殊电流时,输入特殊电压(如+ 12. 8 V) 曲折有大批调治余量便可,这就请求制造者必须设计好三相电源变压器副边绕组。然后,在调试中调剂电阻R3 和电位器RP 阻值,以事实知足预期的输入特点的请求。虽然本文绘出的仅是一个详细的适用电路,但该电路形式及其使命原理适用于所有移相触发晶闸管直流稳压器,应用时完全不用拘泥于这一个“适用电路”,尽可摊开思绪,仰仗该题,充实验展,以取得闻一知十的设计效果。
  阻拦语
  综上所述不难发现,控制电路和未示出的主电路中,没有设置过流和短路掩护电路,也没有专设置具有过流掩护功效的元器件,却能实着着实地完成过流及短路的可靠掩护,而且这类掩护电流的行动值可以在年夜规模内予以调治。这是一种没有过流掩护环节却具有过流掩护功效的晶闸管直流稳压器,是单结晶体管移相触发器和集成运算镌汰年夜器公正组合的效果。经由历程这一实例可以取得一些启发:将一些元器件阻拦公正组合,可以发生意想不到的效果——种种元器件也都或多或少的具有这样那样的潜隐功效。从某种意义下去说,起劲开发元器件潜隐功效的意义,以致会逾越开发新的元器件。这就似乎将异常的文字阻拦新的组合,写出了此外一篇意境深奥、妙趣横生的文章一样。愿本文能对传统元器件的更多新应用起到抛砖引玉的作用。
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redmoon 揭晓于 2012-8-9 15:12:43
相当不错
andytuba 揭晓于 2015-6-2 05:34:23
异常谢谢楼主啊 珍藏了啊
radio926 揭晓于 2015-9-28 13:10:53
谢谢分享
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