专利名称：发电机励磁电流斩波电路的制作方法
技术领域：
本发明属于发电机控制器设计技术，涉及对发电机励磁电流斩波电路的改进。
背景技术：
现役飞机电源系统基本由发电机和控制器组成，控制器实现发电机输出电压调压和保护等功能。当负载变化时，控制器通过调节发电机励磁电流大小来维持发电机输出电压保持恒定。调节励磁电流是通过斩波信号驱动励磁电流回路中开关管的导通和关断来实现。目前的一种发电机励磁电流斩波电路的结构参见图1，它由驱动芯片NI、电阻R1、R3和R4、场效应管VI、电容Cl和二极管D2组成；二极管D2并联在发电机励磁绕组L的两端，二极管D2的负极与励磁电源连接，驱动芯片NI的脉宽调制信号输入端与调压电路的脉宽调制信号输出端PWM连接，驱动芯片NI的电源输入端与+15V电源连接，驱动芯片NI的输出 端串联电阻Rl后与场效应管Vl的栅极G连接，电阻R3接在场效应管Vl的栅极G和漏极S之间，场效应管Vl的漏极S接地，场效应管Vl的源极D与二极管D2的正极连接，电容Cl和电阻R4组成一个串联支路，该串联支路的一端接地，另一端与场效应管Vl的源极D连接。其工作原理是PWM信号经过驱动芯片NI进行电气隔离和功率放大后，通过限流电阻Rl驱动场效应管VI，电阻Rl决定场效应管Vl导通和关断过程的时间；在场效应管Vl关断时，二极管D2对励磁电流进行续流，电容Cl和电阻R4吸收场效应管Vl关断瞬间在场效应管Vl源极D产生的脉冲尖峰。其缺点是因电阻Rl的电阻限制，场效应管Vl关断过程慢，关断时间长，导致场效应管Vl的损耗大。
发明内容
本发明的目的是提出一种能加速关断过程、缩短关断时间的发电机励磁电流斩波电路，以降低场效应开关管Vi的损耗。本发明的技术方案是发电机励磁电流斩波电路，包括驱动芯片NI、电阻Rl、R3和R4、场效应管VI、电容Cl和二极管D2 ;二极管D2并联在发电机励磁绕组L的两端，二极管D2的负极与励磁电源连接，驱动芯片NI的脉宽调制信号输入端与调压电路的脉宽调制信号输出端PWM连接，驱动芯片NI的电源输入端与+15V电源连接，驱动芯片NI的输出端串联电阻Rl后与场效应管Vl的栅极G连接，电阻R3接在场效应管Vl的栅极G和漏极S之间，场效应管Vl的漏极S接地，场效应管Vl的源极D与二极管D2的正极连接，电容Cl和电阻R4组成一个串联支路，该串联支路的一端接地，另一端与场效应管Vl的源极D连接；其特征在于有一个由二极管Dl和电阻R2串联组成的第二串联支路，二极管Dl的正极与电阻R2的一端连接，二极管Dl的负极与驱动芯片NI的输出端连接，电阻R2的另一端与场效应管Vl的栅极G连接。本发明的优点是加速了场效应开关管Vl的关断过程，缩短了关断时间，从而降低了场效应开关管Vl的损耗。
图I是目前的一种发电机励磁电流斩波电路的结构原理图。图2是本发明的结构原理图。
具体实施例方式下面对本发明做进一步详细说明。参见图2，发电机励磁电流斩波电路，包括驱动芯片NI、电阻R1、R3和R4、场效应管VI、电容Cl和二极管D2 ;二极管D2并联在发电机励磁绕组L的两端，二极管D2的负极与励磁电源连接，驱动芯片NI的脉宽调制信号输入端与调压电路的脉宽调制信号输出端PWM连接，驱动芯片NI的电源输入端与+15V电源连接，驱动 芯片NI的输出端串联电阻Rl后与场效应管Vl的栅极G连接，电阻R3接在场效应管Vl的栅极G和漏极S之间，场效应管Vl的漏极S接地，场效应管Vl的源极D与二极管D2的正极连接，电容Cl和电阻R4组成一个串联支路，该串联支路的一端接地，另一端与场效应管Vl的源极D连接；其特征在于有一个由二极管Dl和电阻R2串联组成的第二串联支路，二极管Dl的正极与电阻R2的一端连接，二极管Dl的负极与驱动芯片NI的输出端连接，电阻R2的另一端与场效应管Vl的栅极G连接。所说的电阻R2的阻值与电阻Rl相同，所说的二极管Dl为快速恢复二极管。本发明的工作原理是PWM信号经驱动芯片NI后，通过R1、R2、R3、D1组成的驱动电路，驱动MOS管VI，R4、Cl为Vl的吸收电路，L为励磁绕组，D2为续流二极管。NI的输出端输出15V经Rl、R3后，输入Vl的VGS端，Vl导通。NI的输出端为0，将Vl的G端拉低，Vl关断。场效应管管Vl的开通/关断时间t = RgXCiss = RgX (CGS+Cgdl)式中，Re为Vl栅极驱动电阻，Ces为Vl栅源寄生电容，Cgdl为Vl弥勒电容(与DS电压/电流有关)。实施例1，RU R2阻值为20Ω，R3阻值为5. IKΩ, Dl型号为2CN3F，Vl型号为IXKK85N60C，场效应管管Vl关断时DS电压为150V，Vl平均电流为20A。场效应管管关断时间由IOOns降为55ns。实施例2 :R1、R2阻值为100 Ω，R3阻值为5. IK Ω，Dl型号为2CN3F，Vl型号为IRF460，场效应管管Vl关断时DS电压为110V，V1平均电流为5A。场效应管管关断时间由51ns 降为 30ns。
权利要求
1.发电机励磁电流斩波电路，包括驱动芯片NI、电阻Rl、R3和R4、场效应管VI、电容Cl和二极管D2 ;二极管D2并联在发电机励磁绕组L的两端，二极管D2的负极与励磁电源连接，驱动芯片NI的脉宽调制信号输入端与调压电路的脉宽调制信号输出端PWM连接，驱动芯片NI的电源输入端与+15V电源连接，驱动芯片NI的输出端串联电阻Rl后与场效应管Vl的栅极G连接，电阻R3接在场效应管Vl的栅极G和漏极S之间，场效应管Vl的漏极S接地，场效应管Vl的源极D与二极管D2的正极连接，电容Cl和电阻R4组成一个串联支路，该串联支路的一端接地，另一端与场效应管Vl的源极D连接；其特征在于有一个由二极管Dl和电阻R2串联组成的第二串联支路，二极管Dl的正极与电阻R2的一端连接，二极管Dl的负极与驱动芯片NI的输出端连接，电阻R2的另一端与场效应管Vl的栅极G连接。
2.根据权利要求I所述的发电机励磁电流斩波电路，其特征在于所说的电阻R2的阻值与电阻Rl相同，所说的二极管Dl为快速恢复二极管。
全文摘要
本发明属于发电机控制器设计技术，涉及对发电机励磁电流斩波电路的改进。它包括驱动芯片N1、电阻R1、R3和R4、场效应管V1、电容C1和二极管D2；其特征在于有一个由二极管D1和电阻R2串联组成的第二串联支路，二极管D1的负极与驱动芯片N1的输出端连接，电阻R2的另一端与场效应管V1的栅极G连接。本发明加速了场效应开关管V1的关断过程，缩短了关断时间，从而降低了场效应开关管V1的损耗。
文档编号H02P9/30GK102832870SQ201210310950
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月28日 优先权日2012年8月28日
发明者赵雅周 申请人:北京曙光航空电气有限责任公司