三相单控整流电路的设计及MBR30200PT在整流电路中的应用

　　二极管MBR30200PT在整流电路中的应用和计算方法：

　　桥式整流电路该如何选用的电路参数计算及二极管呢？下列为大家提供电路参数计算公式，桥式整流电路的优势，同样适用于ASEMI肖特基二极管MBR30200PT。

　　桥式整流电路参数极端公式

　　正极性桥式整流电路参数考虑因素有：负载电压的平均值UL、负载电流的平均值IL、二极管的平均电流Iv、二极管承受反向峰值电压Urm。

　　（1）负载电压的平均值UL=0.9U2;

　　（2）负载电流的平均值IL=UL/RL=0.9U2/RL;

　　（3）二极管的平均电流Iv=1/2*IL；

　　（4）二极管承受反向峰值电压Urm=根号2U2.

　　下图是ASEMI肖特基二极管MBR30200PT的参数及桥式整流电路图：

　　桥式整流电路的具有输出电压高，纹波小，Urm较低，应用范围广的优势。

　　二极管选用小提示

　　肖特基二极管在电路中被广泛采用适用，它是一种功耗非常低、超高速效率的半导体高频器件。那么要论它的特点，最显著的就是超高频运转，反向恢复时间极短，一般小于8NS以内。正向导通压降仅在0.4V左右，是压降比较小的整流元器件之一。当然它也会有小缺点：就是在反向耐压方面是比较低的，漏电流也是稍大一些。因此在选用肖特基二极管时，工程师们都要权衡利弊。

　　基于TC787芯片的三相半控整流电路设计：

　　整流电路广泛应用在直流电机调速，直流稳压电压等场合。而三相半控整流桥电路结构是一种常见的整流电路，其容易控制，成本较低。本文中介绍了一种基于 PIC690单片机与专用集成触发芯片TC787的三相半控整流电路，它结合专用集成触发芯片和数字触发器的优点 ，获得了高性能和高度对称的触发脉冲。它充分利用单片机内部资源 ，集相序自适应、系统参数在线调节和各种保护功能于一体，可用于对负载的恒电压控制。主电路采用了三相半控桥结构，直流侧采用LC滤波结构来提高输出的电压质量。

　　系统总体设计

　　本系统通过PIC690单片机作为主控制芯片，用晶闸管作为主要开关器件。设计的目标是保持输出的直流电压稳定，输出电压纹波小，交流输出测电流THD较低，性能可靠。

　　系统主要电路包括：三相桥式半控整流电路、同步信号取样电路、单片机控制电路、晶闸管触发电路。首先，由同步信号取样电路得到同步信号并送集成触发芯片TC787，经过零检测，再进行相应的延时以实现移相。单片机中的ADC负责采集直流母线电压，根据电压的设定值与实际值的偏差经过PI运算来调节给定输出。PIC单片机将电压的参考值输出到TC787，由TC787实现对晶闸管的移相触发，以实现整流调压。硬件电路的整体框图如图1所示。

　　主电路设计

　　主电路采用三相桥式半控整流电路，直流测采用LC滤波电流结构，主电流原理图如图2所示。半控桥选择SEMIKRON公司的SKDH146/120-L100模块，该模块额定电流140A，额定电压1200V。直流侧采用LC滤波电路结构，比单独电容滤波效果好。此外，还可以提高交流输入侧的电流THD。直流侧主要的谐波含量为工频的6倍及6的整数倍，设计LC低通滤波时要避免含量较高的谐波引起的谐振。在本设计中选取电感5mH，滤波电容480μF。

　　从电网获得的三相电压经同步电路整形后，送给集成触发芯片TC787引脚18AT、引脚2 BT和引脚1CT。TC787内部集成有3个过零和极性检测单元、3个锯齿波形成单元、3个比较器、1个脉冲发生器、1个抗干扰锁定电路和1个脉冲分配及驱动电路数字给定移相控制电压，能进行相序自动识别。

　　控制电路设计

　　采用PIC16F690作为控制芯片。PIC16F690单片机内部自带10位AD；宽工作电压（2.0～5.5V）；低功耗；带有PWM输出功能；内部自带晶振。用芯片内部自带10位AD，对采集到的直流侧电压进行AD转换。为了降低硬件成本，直接采分压电阻代替电压传感器来采集直流侧电压，分压电阻上的电压经过两个反向比例电路到单片机。单片机的模拟地和信号地直接相连（也可以通过磁珠相连，以减小干扰）。PIC16F690单片机通过一个IO口使能或禁止芯片TC787的输出，如图3所示。当PIC单片机的I/O口RC3输出高电平（+5V）时，Lock口为低电平；当单片机I/O口RC3输出低电平时，Lock为高电平（+15V）。选用一个IO口作为TC787参考电压的给定信号，采用PWM脉冲方式，调节占空比来调节输出电压， PWM波经过一个RC低通滤波器后为一个近似直流信号，用这个信号作为参考电压给定Uref，其范围为0～5V。由于芯片TC787所需的给定输入范围为0-15V，所以PWM波要经过一个光耦进行电平转换，如图3所示。

电网电压经过同步变压器输入到TC787，TC78