图5 保护电路示意图
图5中,比较器U1及U3用来设计过压与欠压保护,那么电压的获取显得很重要。以往总是设计在变压器副边,实际上经过变压器后,副边相对原边有一定的滞后,所以,在原边设计过、欠压更为合理。由于输入电压范围在75~135V,所以可按两个临界点75V和135V对外围电阻进行合理估算,确定阻值。
比较器U2用来设计过流保护,在两开关管的源极串上一个0.15Ω的小电阻,用来获取过流检测的电压值(见主电路图3的Ve处)。输入电流以最大4A计算,当电路工作时,功率管导通,漏极和源极流过的电流相等。对于图3中0.15V小电阻的对地电压为Ve=0.15×4=0.6V,所以,选择适当的电阻比例设计LM234的同相端电压为0.6V左右即可。
因为无论过压、欠压还是过流,从比较器输出的无非两种电平0或1,所以引入一个与非门,其输出VII-接到TL494比较器II的反相端(脚15),以上任何一种情况发生都将导致与非门输出低电平,从而使TL494截止,电路停止工作。
另外,必须在输出端设计以继电器为主的切换电路,当变换器出现异常情况无法提供输出电压时,继电器便动作,将机车上用电切换到备用蓄电池,以保证机车供电的连续性。
5 有关实验波形
两个功率管栅极驱动信号及变压器原边波形分别如图6及图7所示。
图6 功率管栅极驱动信号波形
图7 变压器原边波形
6 结语
对于无法直接应用正激或反激电路设计的中、大功率变换器,而同时又嫌用桥式电路设计相对复杂这一状况,本文提供了一种以他激推挽电路为主电路的,相对简单、实用的设计方法,另外在主电路设计完成之后,如何设计后续电路往往容易被忽视,本文对这一方面进行了较为详细的探索。该多输出直流变换器已在南昌铁路局及山东铁路局等单位列车上运行一年,效果良好。