同步变压器实现隔离式无源自驱光耦三相同步整流电路及其方法技术

一种同步变压器实现隔离式无源自驱光耦三相同步整流电路及其方法属于整流电路领域；包括三相同步整流电路、光耦隔离电路、同步变压器、交流电源和负载；所述三相同步整流电路包括MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6；所述同步变压器包括变压器T和三相同步变压器M；所述光耦隔离电路包括相同型号的光耦D1、D2、D3、D4、D5和D6；所述交流电源输出端分别连接同步变压器、三相同步整流电路和光耦隔离电路，所述同步变压连接光耦隔离电路，所述光耦隔离电路连接三相同步整流电路，所述三相同步整流电路连接负载；本发明专利技术使触发信号精确可靠，提高了整流电路稳定性，避免了专用的单片机驱动电路，简化了控制回路，降低成本。

【技术实现步骤摘要】
同步变压器实现隔离式无源自驱光耦三相同步整流电路及其方法
本专利技术属于整流电路领域，尤其涉及一种同步变压器实现隔离式无源自驱光耦三相同步整流电路及其方法。
技术介绍
目前，随着国家的节能减排政策越来越深入，科学技术的不断提高以及新型材料被研发，人们越来越重视效率的提高，作为大耗电的设备，电机采用变频器调速的比例也越来越高。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，变频器首先把交流电源的电能转换为直流电，再把直流电变化为频率可变的交流电来驱动负载，采用功率MOSFET来取代整流电路的整流二极管，充分发挥其通态电阻低的特点，可以大大地减少整流损耗，从而提高电源效率。MOSFET管器件代整流二极管进行整流的成败关键在于用以MOSFET管器件的触发信号能否与三相输入电压同步，同步整流时最重要的是对于同步整流控制信号的精确可靠的控制。根据三相整流电路的工作原理可知，在一个完整周期中每个MOSFET管的导通角应小于等于120°，依据三相交流电特性，即自然换向点的规律，交流信号每隔60°进行一次换相，并且无论何时需要保证上桥臂和下桥臂只能有一个管子导通，如果在同一组中出现两个或两个以上管子同时导通，将会导致网侧的相间短路等严重故障，使整流回路的MOSFET击穿而无法工作，同步触发信号的稳定可靠是确保整流回路能够正常工作的重要前提条件。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，克服了现有技术的不足，提供了一种同步变压器实现隔离式无源自驱光耦三相同步整流电路其方法。本专利技术的技术方案：一种同步变压器实现隔离式无源自驱光耦三相同步整流电路，包括三相同步整流电路、光耦隔离电路、同步变压器、交流电源和负载；所述三相同步整流电路包括MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6；所述同步变压器包括变压器T和三相同步变压器M；所述光耦隔离电路包括相同型号的光耦D1、D2、D3、D4、D5和D6；所述交流电源输出端分别连接同步变压器、三相同步整流电路和光耦隔离电路，所述同步变压连接光耦隔离电路，所述光耦隔离电路连接三相同步整流电路，所述三相同步整流电路连接负载。进一步地，还包括第一稳压元件、第二稳压元件、第三稳压元件、第四稳压元件、第五稳压元件和第六稳压元件；所述第一稳压元件包括电阻R31和稳压二极管DZ1，所述第二稳压元件包括电阻R32和稳压二极管DZ2，所述第三稳压元件包括电阻R33和稳压二极管DZ3，第四稳压元件包括电阻R34和稳压二极管DZ4，所述第五稳压元件包括电阻R35和稳压二极管DZ5，所述第六稳压元件包括电阻R36和稳压二极管DZ6；所述电阻R31的一端和稳压二极管DZ1的阴极连接光耦D1输出端的发射极，并与Q1的栅极连接，电阻R31的另一端和稳压二极管DZ1的阳极连接整流回路的输入端a；所述电阻R32的一端和稳压二极管DZ2的阴极连接光耦D2输出端的发射极，并与Q2的栅极连接，电阻R32的另一端和稳压二极管DZ2的阳极连接整流输出回路的负输出端N；电阻R33的一端和稳压二极管DZ3的阴极连接光耦D3输出端的发射极，并与Q3的栅极连接，电阻R33的另一端和稳压二极管DZ3的阳极连接整流回路的输入端b；电阻R34的一端和稳压二极管DZ4的阴极连接光耦D4输出端的发射极，并与Q4的栅极连接，电阻R34的另一端和稳压二极管DZ4的阳极连接整流回路的输入端c；电阻R35的一端和稳压二极管DZ5的阴极连接光耦D5输出端的发射极，并与Q5的栅极连接，电阻R35的另一端和稳压二极管DZ5的阳极连接整流输出回路的负输出端N；电阻R36的一端和稳压二极管DZ6的阴极连接光耦D6输出端的发射极，并与Q6的栅极连接，电阻R36的另一端和稳压二极管DZ6的阳极连接整流输出回路的负输出端N。进一步地，所述交流电源为220V，所述交流电源经过变压器T后，分别与光耦D4、D6、D2的二极管负极和光耦D1、D3、D5的二极管正极相连，所述三相整流电路的网测与三相同步变压器M相连，三相同步变压器M的输出端与光耦D4、D6、D2、D1、D3、D5的三极管的集电极分别通过电阻R24、电阻R26、电阻R22、电阻R21、电阻R23和电阻R25连接。进一步地，所述三相同步整流电路采用三相桥式整流电路方式连接，三相整流电路的输入端连接变压器T的低压线圈，变压器T的输出端作为三相同步变压器M的输出端。进一步地，所述光耦D1输入端二极管的阳极、D4输入端二极管的阴极连接MOS管Q1的源极和MOS管Q4的漏极，光耦D3输入端二极管的阳极、D6输入端二极管的阴极连接MOS管Q3的源极和MOS管Q6的漏极，光耦D5输入端二极管的阳极、D2输入端二极管的阴极连接MOS管Q5的源极和MOS管Q2的漏极，光耦D1、D3、D5输入端二极管的阴极通过电阻R40连接光耦D2、D4、D6输入端二极管的阳极；光耦D1输出端的发射极连接MOS管Q1的栅极，光耦D2输出端的发射极连接MOS管Q2的栅极，光耦D3输出端的发射极连接MOS管Q3的栅极，光耦D4输出端的发射极连接MOS管Q4的栅极，光耦D5输出端的发射极连接MOS管Q5的栅极，光耦D6输出端的发射极连接MOS管Q61的栅极；MOS管Q2、Q4、Q6的栅极分别通过第二稳压元件，第四稳压元件，第六稳压元件和MOS管Q2、Q4、Q6的源级相连，MOS管Q2、Q4、Q6的源级连接在一起；MOS管Q1、Q3、Q5的栅极分别通过第一稳压元件，第三稳压元件，第五稳压元件和MOS管Q1、Q3、Q5的源级相连。一种基于所述同步变压器实现隔离式无源自驱光耦三相同步整流电路实现的同步变压器实现隔离式无源自驱光耦三相同步整流方法，包括以下步骤：步骤a、当变压器T接通时，三相同步整流电路处于工作状态，MOS管Q1、Q3、Q5组成上桥臂，MOS管Q4、Q6、Q2组成下桥臂，变压器T的低压线圈端产生三相交流电送入三相同步整流电路；步骤b、根据三相交流电的特性，同一时刻会使且仅使两个光耦导通，三相交流电的某一时刻a相电压最大、b相电压最小时，利用同步变压器的副边绕制方式保证V1和V6的输出感应电势使D1和D6的三极管集电极可靠供电工作，同时电流自a点流入光耦D1输入端二极管的阳极，从光耦D1输入端二极管的阴极流出，此时光耦D1的二极管导通；步骤c、同时光耦D1的三极管的集电极在V1电源激励下使得光耦D1导通，产生G1门极触发信号，于是MOS管Q1触发导通，电流经电阻R40流入光耦D6输入端二极管的阳极，从光耦D6输入端二极管的阴极流出，而且光耦D6的三极管的集电极在V6电源激励下使得光耦D6导通，产生G6门极触发信号，于是MOS管Q6触发导通；步骤d、使MOS管Q1、Q6同时导通，组成电流回路为负载供电。本专利技术相对于现有技术具有以下有益效果：本专利技术利用光耦实现MOS管触发信号与交流输入电压同步，利用单相交流信号的过零点或三相交流信号的自然换向点控制光耦内部二极管的通断，从而驱动光耦内部三极管的通断，为MOSFET实现同步整流电路提供具有隔离功能的同步整流驱动控制信号，交流输入电源给整流主回路提供电源的同时也通过同步变压器为光耦的输出侧提供同步电源，使光耦内部三极管的通断同时受二极管的通断和交流电源的影响，光耦发光二极管与同步电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同步变压器实现隔离式无源自驱光耦三相同步整流电路，其特征在于，包括三相同步整流电路、光耦隔离电路、同步变压器、交流电源和负载；所述三相同步整流电路包括MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6；所述同步变压器包括变压器T和三相同步变压器M；所述光耦隔离电路包括相同型号的光耦D1、D2、D3、D4、D5和D6；所述交流电源输出端分别连接同步变压器、三相同步整流电路和光耦隔离电路，所述同步变压连接光耦隔离电路，所述光耦隔离电路连接三相同步整流电路，所述三相同步整流电路连接负载。

【技术特征摘要】
1.一种同步变压器实现隔离式无源自驱光耦三相同步整流电路，其特征在于，包括三相同步整流电路、光耦隔离电路、同步变压器、交流电源和负载；所述三相同步整流电路包括MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6；所述同步变压器包括变压器T和三相同步变压器M；所述光耦隔离电路包括相同型号的光耦D1、D2、D3、D4、D5和D6；所述交流电源输出端分别连接同步变压器、三相同步整流电路和光耦隔离电路，所述同步变压连接光耦隔离电路，所述光耦隔离电路连接三相同步整流电路，所述三相同步整流电路连接负载。2.根据权利要求1所述同步变压器实现隔离式无源自驱光耦三相同步整流电路，其特征在于，还包括第一稳压元件、第二稳压元件、第三稳压元件、第四稳压元件、第五稳压元件和第六稳压元件；所述第一稳压元件包括电阻R31和稳压二极管DZ1，所述第二稳压元件包括电阻R32和稳压二极管DZ2，所述第三稳压元件包括电阻R33和稳压二极管DZ3，第四稳压元件包括电阻R34和稳压二极管DZ4，所述第五稳压元件包括电阻R35和稳压二极管DZ5，所述第六稳压元件包括电阻R36和稳压二极管DZ6；所述电阻R31的一端和稳压二极管DZ1的阴极连接光耦D1输出端的发射极，并与Q1的栅极连接，电阻R31的另一端和稳压二极管DZ1的阳极连接整流回路的输入端a；所述电阻R32的一端和稳压二极管DZ2的阴极连接光耦D2输出端的发射极，并与Q2的栅极连接，电阻R32的另一端和稳压二极管DZ2的阳极连接整流输出回路的负输出端N；电阻R33的一端和稳压二极管DZ3的阴极连接光耦D3输出端的发射极，并与Q3的栅极连接，电阻R33的另一端和稳压二极管DZ3的阳极连接整流回路的输入端b；电阻R34的一端和稳压二极管DZ4的阴极连接光耦D4输出端的发射极，并与Q4的栅极连接，电阻R34的另一端和稳压二极管DZ4的阳极连接整流输出回路的负输出端N；电阻R35的一端和稳压二极管DZ5的阴极连接光耦D5输出端的发射极，并与Q5的栅极连接，电阻R35的另一端和稳压二极管DZ5的阳极连接整流回路的输入端c；电阻R36的一端和稳压二极管DZ6的阴极连接光耦D6输出端的发射极，并与Q6的栅极连接，电阻R36的另一端和稳压二极管DZ6的阳极连接整流输出回路的负输出端N。3.根据权利要求2所述同步变压器实现隔离式无源自驱光耦三相同步整流电路，其特征在于，所述交流电源为220V，所述交流电源经过变压器T后，分别与光耦D4、D6、D2的二极管负极和光耦D1、D3、D5的二极管正极相连，所述三相整流电路的网测与三相同步变压器M相连，三相同步变压器M的输出端与光耦D4、D6、D2、D1、D3、D5的三极管的集电极分别通过电阻R24、电阻R26、电阻R22、电阻R21、电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金凤，夏春俭，刘蓝田，焦文良，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23