隔離式電子變壓器的半波整流電路設(shè)計

一、電路原理

　　圖是隔離式電子變壓器的半波整流電路(本電路降壓比N為5，輸入交流220V，輸出直流約為44V)原理圖。該電路是由充放電(串聯(lián)充電，并聯(lián)放電)電路、電子開關(guān)電路、隔離電路(交流電網(wǎng)與負(fù)載電路的隔離)等組成。該電路的電子開關(guān)電路隨著交流電的周期，把充放電電路交替轉(zhuǎn)換成串聯(lián)充電與并聯(lián)放電電路。即讓電路的充電電路與放電電路，分別交替工作于交流電的正半周和負(fù)半周。其工作原理：當(dāng)交流電壓正半周時，電流流經(jīng)Ro、D1、C1、D2、C2、D3、C3、D4、C4、D5、C5、D6形成串聯(lián)回路，對電容Cl-C5進(jìn)行串聯(lián)式充電。此時二極管D11～D20不導(dǎo)通(這是因為沒有形成回路，所以D11～D20沒有電流流過，可視為不導(dǎo)通)。若C1～C5每個電容器容量相等，則每個電容器上的電壓等于1/5輸入交流電壓(二極管D1～D6正向壓降相對輸出電壓很小而忽略).即交流電壓220V÷5=44V，其等效電路可畫成如下圖。

　　利用此法，可使輸入交流1/N分壓整流充電。同時當(dāng)輸入的交流電壓為正半周時，對二極管D8反向連接呈截止?fàn)顟B(tài)，然而光電耦合器IC(GH1122Z)、達(dá)林頓電路的晶體管T2、T1、可控硅S1等。也都進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，使該電路的充電電路部分與后面的負(fù)載供電電路可靠隔離。

　　當(dāng)輸入交流電壓為負(fù)半周時，由于D1和D6對輸入交流負(fù)半周呈反向連接，故D1和D6被截止，即輸入電源與充放電電路自然被隔離。這時D2~D5也由于C1~C5的反電壓變成不導(dǎo)通。而二極管D8與光電耦合器IC內(nèi)的LED處于正向連接導(dǎo)通，故光電耦合器內(nèi)的光敏三極管被飽和導(dǎo)通。隨即，T2、T1也飽和導(dǎo)通，這使電路中與C1～C5連接的上下二極管D11～D20與負(fù)載形成等效(如圖3所示)的五組并聯(lián)放電回路，則電阻R6上電流觸發(fā)可控硅S1的控制極，使可控硅S1導(dǎo)通，成為完整的放電回路。

　　這樣，當(dāng)輸入交流電壓正半周時串聯(lián)充電，負(fù)半周時并聯(lián)放電。電路實現(xiàn)變壓整流的功能。

　　二、主要元器件的選擇原則

　　本電路所用二極管和電容數(shù)量雖較多(除二極管D31)，但流過二極管的平均電流僅為輸出電流的1/N(A);電容器的耐壓也僅為輸入電壓的1/N(V);T2、T1、S1滿足電網(wǎng)電壓的峰值和輸出電流：光電耦合器IC內(nèi)的光敏三極管的集電極一發(fā)射極之間的擊穿電壓大于1/N(V)就可以(例如，本設(shè)計電路采用GHl122z);對電路中其他元件的參數(shù)要求也很低。

　　三、結(jié)束語

　　本電路只是半波整流電路。如果利用上述原理，將上面的電路做成兩組(組件1+組件2)，使組件1和組件2交替工作于交流電壓的正半周和負(fù)半周：即當(dāng)組件l串聯(lián)充電狀態(tài)時，組件2并聯(lián)放電狀態(tài)：當(dāng)組件2串聯(lián)充電狀態(tài)時，組件1放電狀態(tài)。則該電路將會更有應(yīng)用價值。