CN105356771A - 一种三相交流发电机输出电压变换电路 - Google Patents

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孙奕威
石磊
刘欣欣
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Abstract

本发明属于交流发电机电压变换技术，涉及一种三相交流发电机输出电压变换电路。其特征在于：有一个由第一场效应管U1至第三场效应管U3、电压比较器U4、脉宽调制信号发生器U5、电位器W、电阻R和参考电源E组成的短路调压控制电路。本发明提出了一种三相交流发电机输出电压变换电路，大大增强了电压变换的可靠性和安全性，降低了开关管的功耗，提高了功率转换效率。

Description

一种三相交流发电机输出电压变换电路
技术领域
本发明属于交流发电机电压变换技术，涉及一种三相交流发电机输出电压变换电路。
背景技术
目前的一种三相交流永磁同步发电机的输出电压变换电路参见图1，它由第一整流二极管D1至第六整流二极管D6、电解电容C1和串联式稳压电路U8组成.第一整流二极管D1至第六整流二极管D6组成三相全波整流桥，第一整流二极管D1和第四整流二极管D4组成第一串联整流支路，第一串联整流支路的串联点为三相全波整流桥第一输入端A，第二整流二极管D2和第五整流二极管D5组成第二串联整流支路，第二串联整流支路的串联点为三相全波整流桥第二输入端B，第三整流二极管D3和第六整流二极管D6组成第三串联整流支路，第三串联整流支路的串联点为三相全波整流桥第三输入端C。三相全波整流桥的正极输出端V+与电解电容C1的正极连接，三相全波整流桥的负极输出端接地并与电解电容C1的负极连接。电解电容C1的正极和串联式稳压电路U8的电压输入端连接，串联式稳压电路U8的接地端接地，串联式稳压电路U8的输出端为输出电压变换电路的电压输出端。其工作原理是：交流发电机输出三相电压经整流滤波后，再经串联式稳压电路进行稳压。
其缺点是：当交流发电机输出电压范围较宽时，好比从最高值电压400VDC转换为28VDC时，会因其转换比过大导致开关管驱动信号的丢失，从而降低电压变换的可靠性和安全性；并且开关管的功耗大，功率转换效率低。
发明内容
本发明创造的目的是：提出一种三相交流发电机输出电压变换电路，以便增强电压变换的可靠性和安全性，降低开关管的功耗，提高功率转换效率。
本发明的技术方案是：一种三相交流发电机输出电压变换电路，包括第一整流二极管D1至第六整流二极管D6和电解电容C1；第一整流二极管D1至第六整流二极管D6组成三相全波整流桥，三相全波整流桥的三个输入端为第一输入端A、第二输入端B和第三输入端C，三相全波整流桥的正极输出端V+与电解电容C1的正极连接，三相全波整流桥的负极输出端接地并与电解电容C1的负极连接；其特征在于：有一个由第一场效应管U1至第三场效应管U3、电压比较器U4、脉宽调制信号发生器U5、电位器W、电阻R和参考电源E组成的短路调压控制电路；参考电源E的正极与电位器W的一个固定端连接，参考电源E的负极接地，电位器W的另一个固定端串联电阻R后接地，电位器W的滑动端与电压比较器U4的同相输入端连接，电压比较器U4的反相输入端与三相全波整流桥的正极输出端V+连接，电压比较器U4的控制信号输出端与脉宽调制信号发生器U5的控制信号输入端连接；第一场效应管U1的漏极与第一整流二极管D1和第四整流二极管D4组成的第一串联整流支路的串联点连接，第一场效应管U1的源极接地，第二场效应管U2的漏极与第二整流二极管D2和第五整流二极管D5组成的第二串联整流支路的串联点连接，第二场效应管U2的源极接地，第三场效应管U3的漏极与第三整流二极管D3和第六整流二极管D6组成的第三串联整流支路的串联点连接，第三场效应管U3的源极接地，脉宽调制信号发生器U5的场效应管控制信号输出端分别与第一场效应管U1的栅极至第三场效应管U3的栅极连接。
本发明创造的优点是：提出了一种三相交流发电机输出电压变换电路，大大增强了电压变换的可靠性和安全性，降低了开关管的功耗，提高了功率转换效率。
附图说明
图1是目前的一种三相交流永磁同步发电机的输出电压变换电路的原理图。
图2是本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。参见图2，一种三相交流发电机输出电压变换电路，包括第一整流二极管D1至第六整流二极管D6和电解电容C1；第一整流二极管D1至第六整流二极管D6组成三相全波整流桥，三相全波整流桥的三个输入端为第一输入端A、第二输入端B和第三输入端C，三相全波整流桥的正极输出端V+与电解电容C1的正极连接，三相全波整流桥的负极输出端接地并与电解电容C1的负极连接；其特征在于：有一个由第一场效应管U1至第三场效应管U3、电压比较器U4、脉宽调制信号发生器U5、电位器W、电阻R和参考电源E组成的短路调压控制电路；参考电源E的正极与电位器W的一个固定端连接，参考电源E的负极接地，电位器W的另一个固定端串联电阻R后接地，电位器W的滑动端与电压比较器U4的同相输入端连接，电压比较器U4的反相输入端与三相全波整流桥的正极输出端V+连接，电压比较器U4的控制信号输出端与脉宽调制信号发生器U5的控制信号输入端连接；第一场效应管U1的漏极与第一整流二极管D1和第四整流二极管D4组成的第一串联整流支路的串联点连接，第一场效应管U1的源极接地，第二场效应管U2的漏极与第二整流二极管D2和第五整流二极管D5组成的第二串联整流支路的串联点连接，第二场效应管U2的源极接地，第三场效应管U3的漏极与第三整流二极管D3和第六整流二极管D6组成的第三串联整流支路的串联点连接，第三场效应管U3的源极接地，脉宽调制信号发生器U5的场效应管控制信号输出端分别与第一场效应管U1的栅极至第三场效应管U3的栅极连接。
本发明的工作原理是：
交流发电机开始工作时，三相交流电经第一整流二极管D1至第六整流二极管D6和电解电容C1整流滤波后，输出直流电；正极输出端V+将直流电压反馈至电压比较器U4的反相输入端，与电压比较器U4的同相输入端的基准电压相比较并高于比较电压，脉宽调制信号发生器U5的场效应管控制信号输出端输出信号变为高电平，同时使第一场效应管U1至第三场效应管U3导通，造成交流发电机三相对地短路，使其输出电压为0；此时，电压比较器U4的反相输入端低于电压比较器U4的同相输入端，所以，脉宽调制信号发生器U5的场效应管控制信号输出端输出信号变为低电平，同时使第一场效应管U1至第三场效应管U3关断，交流发电机三相输出端不再对地短路，再经第一整流二极管D1至第六整流二极管D6和电解电容C1整流滤波后，输出直流电，如此反复，使输出电压稳定在一定范围内。
本发明的一个实施例，第一场效应管U1为IXFK64N60P，第二场效应管U2为IXFK64N60P，第三场效应管U3为IXFK64N60P，电压比较器U4为F158，脉宽调制信号发生器U5为SG1525。
经试验验证，输入三相电压为400VDC，输出电压范围在(62±0.1)VDC内，并且因为短路调压方式，第一场效应管U1至第三场效应管U3的漏极与源极之间的电压最高为160VDC，大大降低了场效应管的功耗。

Claims (1)

1.一种三相交流发电机输出电压变换电路，包括第一整流二极管D1至第六整流二极管D6和电解电容C；第一整流二极管D1至第六整流二极管D6组成三相全波整流桥，三相全波整流桥的三个输入端为第一输入端A、第二输入端B和第三输入端C，三相全波整流桥的正极输出端V+与电解电容C的正极连接，三相全波整流桥的负极输出端接地并与电解电容C的负极连接；其特征在于：有一个由第一场效应管U1至第三场效应管U3、电压比较器U4、脉宽调制信号发生器U5、电位器W、电阻R和参考电源E组成的短路调压控制电路；参考电源E的正极与电位器W的一个固定端连接，参考电源E的负极接地，电位器W的另一个固定端串联电阻R后接地，电位器W的滑动端与电压比较器U4的同相输入端连接，电压比较器U4的反相输入端与三相全波整流桥的正极输出端V+连接，电压比较器U4的控制信号输出端与脉宽调制信号发生器U5的控制信号输入端连接；第一场效应管U1的漏极与第一整流二极管D1和第四整流二极管D4组成的第一串联整流支路的串联点连接，第一场效应管U1的源极接地，第二场效应管U2的漏极与第二整流二极管D2和第五整流二极管D5组成的第二串联整流支路的串联点连接，第二场效应管U2的源极接地，第三场效应管U3的漏极与第三整流二极管D3和第六整流二极管D6组成的第三串联整流支路的串联点连接，第三场效应管U3的源极接地，脉宽调制信号发生器U5的场效应管控制信号输出端分别与第一场效应管U1的栅极至第三场效应管U3的栅极连接。
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