一種多路輸出隔離驅(qū)動(dòng)電路及其在短路限流器中的應(yīng)用

4實(shí)驗(yàn)結(jié)果

采用如圖1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1匝，副邊兩路輸出，分別為3匝和1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8為輸入方波電流源波形。圖9為副邊電流波形。

圖8方波電流源波形

圖9變壓器副邊輸出電流波形

增大Lm可以降低磁滯損耗，減小鐵心損耗，提高變壓器傳輸效率。在鐵心尺寸大小相同的情況下，由式（1）可知，選擇相對(duì)磁導(dǎo)率μr較大的鐵心可以增大Lm.非晶鐵心由于具有很高的相對(duì)磁導(dǎo)率，可以很好地降低鐵心的磁滯損耗。圖10為非晶和鐵氧體鐵心變壓器的副邊主路輸出電流波形。由圖10可知，非晶鐵心電流波形的波頭下降率較低，即ΔiL較小。

圖10非晶與鐵氧體副邊主路輸出電流波形比較

實(shí)測(cè)電流值及電路工作效率等見(jiàn)表1所列。其中Lm為激磁電感；ΔiL為激磁電感上電流增量；Is為原邊電流有效值；I21及I22分別為副邊輸出電流有效值；η為變壓器轉(zhuǎn)換效率。由表1可發(fā)現(xiàn)，非晶鐵心雖然具有較大的激磁電感，但由于非晶鐵心具有很低的電阻率，在開(kāi)關(guān)頻率較高的情況下，渦流損耗很大，使得總損耗較鐵氧體高。由表1還可看出，雖然變壓器繞組匝數(shù)很少，但由于采用了電流源供電方式，鐵心仍然具有良好的能量傳遞特性，漏電流較小。

表1

圖11及圖12分別為驅(qū)動(dòng)電路輸出Vo及其上升沿展開(kāi)的實(shí)驗(yàn)波形，波形上升沿大約為1μs，保證了晶閘管的快速導(dǎo)通，強(qiáng)觸發(fā)寬度為100μs，保證觸發(fā)的可靠性。在光纖信號(hào)結(jié)束時(shí)，輸出大約－0.8V，為器件的關(guān)斷提供反向電流，加速關(guān)斷過(guò)程，保證了關(guān)斷的可靠性。

圖11驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出Vo

圖12上升沿展開(kāi)波形

5結(jié)語(yǔ)

本文介紹的多路輸出隔離驅(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。