Некоторые промышленные приложения требуют питания маломощного DC/DC преобразователя от трехфазного источника с возможным межфазным напряжением 200 или 400 В. Кроме того, клемма нейтрального провода источника переменного тока может быть недоступна для подключения, что вынуждает использовать фазные линии, а значит, более высокое входное напряжение. В одной или двух фазах могут возникать неисправности, и в некоторых приложениях требуется, чтобы источник питания все равно продолжал работать. Чтобы решить эти проблемы, можно использовать неуправляемый выпрямитель и конденсатор для преобразования трехфазного переменного напряжения в постоянное, но это напряжение может превышать максимальное входное напряжение, поддерживаемое стандартным преобразователем. Трудно найти DC/DC преобразователь для таких постоянных напряжений, которые обычно составляют 564 В или больше.
 |
|
| Рисунок 1. | Для снижения напряжения до уровня, стандартного для автономных DC/DC преобразователей, в трехфазном выпрямителе используются коммутируемый IGBT и конденсатор. |
Схему на Рисунке 1 можно использовать для получения постоянного напряжения более низкого, чем заданное значение, установленное соотношением сопротивлений R1 и R3. Для указанных на рисунке номиналов это значение составляет приблизительно 340 В пик-пик при линейном трехфазном напряжении 400 В с.к.з. или выше. Это значение можно получить от двух или трех фаз с нейтральным проводом или без него, а также от одной фазы с нейтральным проводом. В этой схеме отсутствуют два диода, типичных для трехфазного выпрямительного моста, но имеется пара диодов в нейтральном проводе для получения на сглаживающем конденсаторе C1 напряжений ниже 340 В и возможности и достижения 0 В при первоначальном запуске (Рисунок 2). Если подключается нейтральный провод, его нужно соединить с двухдиодным плечом выпрямителя, чтобы обеспечить 0 В при запуске, однако фазные провода можно подключать произвольно.
 |
|
| Рисунок 2. | В этой схеме отсутствуют два диода, типичных для трехфазного выпрямительного моста, но имеется пара диодов в нейтральном проводе для получения на сглаживающем конденсаторе C1 напряжений ниже 340 В и возможности и достижения 0 В при первоначальном запуске. |
Параллельный регулятор IC1 работает как компаратор. После первоначального запуска, всякий раз, когда мгновенное выпрямленное напряжение VI превышает 340 В, напряжение между опорным и анодным выводами IC1 становится выше, чем его внутреннее опорное напряжение 2.495 В, что снижает напряжение между анодом и катодом примерно до 2 В и выключает транзистор Q2. Если выпрямленное напряжение ниже 340 В, микросхема IC1 не проводит ток.
Таким образом, транзистор Q2 открывается смещением на резисторе R2, подключая сглаживающий конденсатор C1 и DC/DC преобразователь к выпрямителю.
При включении, если конденсатор C1 полностью разряжен, и мгновенное выпрямленное напряжение превышает примерно 50 В, MOSFET Q1 открыт, удерживая биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) Q2 выключенным; зарядный ток в конденсатор не течет. Если мгновенное значение выпрямленного напряжения меньше напряжения на сглаживающем конденсаторе плюс 50 В, транзистор Q1 выключается, а Q2 открывается, подключая конденсатор и нагрузку к выпрямителю.
Обратите внимание, что, особенно при включении, напряжение коллектор-эмиттер транзистора Q2, равное VI – VLOAD, при его выключении возрастает до больших значений, поэтому резистор R5 должен иметь как можно большее сопротивление и выдерживать мощность около 0.5 Вт. Увеличение сопротивления R5 означает, что придется увеличить и сопротивление R4, что приведет к более медленному выключению транзистора Q1 и, возможно, повлечет за собой сбои при запуске. Необходимо найти практический компромисс между элементами R4, R5 и D8. Учитывая, что стабилитрон D8 ограничивает максимальное напряжение на затворе Q1, его напряжение стабилизации должно быть как можно ближе к пороговому напряжению транзистора, чтобы его выключение падением напряжения на R4 происходило максимально быстро. Хорошим выбором для Q1 является BS170. Чтобы ограничить создаваемые помехи, можно между коллектором и эмиттером транзистора Q2 включить снабберную цепочку, состоящую из элементов R6 и CS.
При фактическом напряжении нагрузки 340 В опорное напряжение регулятора IC1 примерно на 0.5 В выше, чем на его катоде, и входной транзистор начинает проводить ток через переход база-коллектор. Необходимо измерить это катодное напряжение при токе 45 мкА и напряжении 0.5 В, и учесть это значение при расчете новых значений сопротивлений R1 и R3. Модель на Рисунке 2 не учитывает эту входную утечку, и переключение, по-видимому, происходит при напряжении 310 В.
Купить TL431 на РадиоЛоцман.Цены
