專利名稱：等效矢量變換補(bǔ)償型交流穩(wěn)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種等效矢量變換補(bǔ)償型交流穩(wěn)壓器，屬電器設(shè)備領(lǐng)域。
傳統(tǒng)的交流穩(wěn)壓器一般采用自偶變壓器補(bǔ)償或磁飽和穩(wěn)壓原理。較高一級(jí)的，由自偶變壓器、飽和電抗器等組成的電子穩(wěn)壓方式往往因真空管、取樣二極管的熱變參數(shù)而使響應(yīng)時(shí)間過長，或是因磁飽和而引起干擾、噪聲和使得輸出波形變壞。
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種等效矢量變換補(bǔ)償型交流穩(wěn)壓器。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的首先、將一個(gè)可控硅零壓開關(guān)調(diào)壓、調(diào)功電路的輸出電壓Ui′與它的輸入電壓Ui作串接補(bǔ)償，以改善它輸出周波不連續(xù)的外部特性。
其次、將可控硅零壓開關(guān)調(diào)壓、調(diào)功電路輸出的補(bǔ)償電壓Ui′在與它的輸入電壓Ui作串接補(bǔ)償之前，先作一次等效矢量變換，以改善它輸出周波不連續(xù)的內(nèi)部特性。
其中、補(bǔ)償電壓Ui′的相位由一個(gè)公知的相位反轉(zhuǎn)電路控制當(dāng)Ui′與Ui同相時(shí)，雙向可控硅組BCRA1～BCRAn導(dǎo)通，反之、當(dāng)Ui′與Ui反相時(shí)，雙向可控硅組BCRB1～BCRBn導(dǎo)通。
通過以上補(bǔ)償和變換，然后把可控硅零壓開關(guān)調(diào)壓、調(diào)功電路的輸出補(bǔ)償電壓Ui′與一個(gè)公知的程控式交流穩(wěn)壓電源的輸出電壓作串接補(bǔ)償；程控式交流穩(wěn)壓器作為整個(gè)穩(wěn)壓系統(tǒng)的“粗調(diào)”，可控硅零壓開關(guān)調(diào)壓、調(diào)功電路作為整個(gè)穩(wěn)壓系統(tǒng)的“細(xì)調(diào)”。
附

圖1為本實(shí)用新型的實(shí)施例電路圖。
附圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施例波形圖。
圖1所描述的等效矢量變換補(bǔ)償型交流穩(wěn)壓器包括一個(gè)穩(wěn)壓范圍為220V±10V的程控式交流穩(wěn)壓前置[1]、一個(gè)補(bǔ)償變壓器組B1～Bn、一個(gè)同相補(bǔ)償雙向可控硅組BCRA1～BCRAn以及一個(gè)反相補(bǔ)償雙向可控硅組BCRB1～BCRBn。
圖1電路還包括一個(gè)由公知可控硅零壓開關(guān)、相位反轉(zhuǎn)及順序延時(shí)電路組成的控制電路[2]，控制電路[2]受控于穩(wěn)壓誤差采樣放大電路[3]和相位檢測(cè)電路[4]。
圖1電路中的控制電路[2]由同相補(bǔ)償端a1～an輸出順序延時(shí)T/n的控制脈沖以控制雙向可控硅組BCRA1～BCRAn的導(dǎo)通，由反相補(bǔ)償端b1～bn輸出順序延時(shí)T/n的控制及脈沖以控制雙向可控硅組BCRB1～BCRBn的導(dǎo)通，其中、T是可控硅零壓開關(guān)調(diào)壓、調(diào)功電路的一個(gè)調(diào)壓、調(diào)功周期。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述在本例穩(wěn)壓系統(tǒng)中，一個(gè)公知的程控式交流穩(wěn)壓電源作為系統(tǒng)的穩(wěn)壓前置，輸出220±10V的初步穩(wěn)定電壓；從圖中可以看出這個(gè)與程控穩(wěn)壓前置作串接補(bǔ)償?shù)目煽毓枇銐洪_關(guān)調(diào)壓、調(diào)功電路輸出的補(bǔ)償電壓Ui′是被經(jīng)過了一次等效矢量變換后才得到的。
“可控硅零壓開關(guān)”，它除了具有輸出波型失真小、對(duì)系統(tǒng)干擾小、不污染電源、控制精度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)異的特性外，同時(shí)還具備了附加功耗極小這一優(yōu)勢(shì)。但由于它是通過改變單位時(shí)間內(nèi)的導(dǎo)通周波數(shù)來改變輸出的平均電壓或功率的，在這個(gè)周期內(nèi)、存在著從全電壓、全功率到零之間的躍變。正因?yàn)檩敵鲋懿ǖ牟贿B續(xù)，故應(yīng)用范圍一直被局限在調(diào)溫這類熱慣性較大的負(fù)載中。
為了能在交流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)中使用這一電力半導(dǎo)體中的新秀，在本實(shí)用新型中，除了采取將可控硅零壓開關(guān)調(diào)壓、調(diào)功電路的輸出電壓U1′與它的輸入電壓Ui作串接補(bǔ)償，以改善它輸出周波不連續(xù)的外部特性措施外，還采取了另一種改善它輸出周波不連續(xù)內(nèi)部特性的措施——“等效矢量變換”法。
由附圖1和2可以看出當(dāng)變壓器組B1～Bnn的個(gè)數(shù)取1時(shí)，輸出補(bǔ)償電壓Ui′在可控硅零壓開關(guān)調(diào)壓、調(diào)功周期T內(nèi)電壓的最大躍變值是10～0V(參見附圖2的圖a)。
如果取n的個(gè)數(shù)＞1(n＝2、3、4、……)，便可對(duì)這周期T內(nèi)電壓最大躍變值是10～0V的補(bǔ)償電壓Ui′施予“等效矢量變換”任意取n的個(gè)數(shù)＞1(n＝2、3、4、……)，并將變壓器組B1～Bn初級(jí)雙向可控硅組BCRA1～BCRAn(BCRB1～BCRBn)控制極上的觸發(fā)脈沖順序延遲T/n時(shí)間。在變壓器組B1～Bn的次級(jí)，原來n＝1、周期T內(nèi)電壓的最大躍變值是10～0V的不連續(xù)補(bǔ)償電壓Ui′便被分解為n個(gè)依次被延時(shí)了T/n時(shí)間、且幅度僅為Ui′/n的等效分量(參見附圖2b的上圖)，這些分量由變壓器組B1～Bn次級(jí)以矢量和的形式取出(參見附圖2b的下圖)。圖b新的矢量和Ui′與圖a的Ui′相比、雖然周期T內(nèi)的平均值相同，但圖bUi′在周期T內(nèi)的波動(dòng)僅是圖a的1/n，相應(yīng)地、輸出周波的不連續(xù)性也得到了很大改善。
實(shí)施例取變壓器組B1～Bn中n的個(gè)數(shù)為5、可控硅零壓開關(guān)的調(diào)壓、調(diào)功周期T為1S，由已知程控式交流穩(wěn)壓前置[1]的穩(wěn)壓輸出范圍是220V±10V得知變壓器組B1～B5輸出的補(bǔ)償電壓矢量和U1′的幅值范圍應(yīng)為0V±10V，而單個(gè)變壓器B1～B5各自僅需輸出補(bǔ)償電壓0V±2V。
假設(shè)某一時(shí)刻程控式交流穩(wěn)壓前置[1]的穩(wěn)壓輸出Ui低于220V，這時(shí)受控于誤差采樣放大電路[3]和相位檢測(cè)電路[4]的可控硅零壓開關(guān)、相位反轉(zhuǎn)及順序延時(shí)電路[2]，便由同相補(bǔ)償端a1～a5輸出相應(yīng)數(shù)量、并被順序延時(shí)了1/5S的控制導(dǎo)通脈沖去控制雙向可控硅組BCRA1～BCRA5順序?qū)?、并從變壓器組B1～B5的各次級(jí)上感應(yīng)出時(shí)序不同但幅值相同的順序補(bǔ)償電壓Ui′/5，這些分量從變壓器B1～B5的次級(jí)以矢量和Ui′的形式取出、然后再和與之同相的輸入電壓Ui作串接補(bǔ)償；當(dāng)輸入電壓Ui高于220V時(shí)，可控硅零壓開關(guān)、相位反轉(zhuǎn)及順序延時(shí)電路[2]由反相補(bǔ)償端b1～b5輸出相應(yīng)數(shù)量、并被順序延時(shí)了1/5 S的控制導(dǎo)通脈沖脈沖去控制雙向可控硅組BCRB1～BCRB5順序?qū)ā⒉淖儔浩鹘MB1～B5的各級(jí)上感應(yīng)出時(shí)序不同但幅值相同的順序補(bǔ)償電壓Ui′/5，這些分量從變壓器B1～B5的次級(jí)以矢量和Ui′的形式取出、然后再和與之反相的輸入電壓Ui作串接補(bǔ)償。其中補(bǔ)償電壓Ui′的大小、是由穩(wěn)壓誤差采樣放大電路[3]控制可控硅零壓開關(guān)、相位反轉(zhuǎn)及順序延時(shí)電路[2]中可控硅零壓開關(guān)導(dǎo)通周波的個(gè)數(shù)來實(shí)現(xiàn)的，在可控硅零壓開關(guān)的調(diào)壓、調(diào)功周期T為1S的時(shí)間內(nèi)，如果50個(gè)周波全額導(dǎo)通、則補(bǔ)償電壓Ui′的幅值達(dá)到最大值10V，反之、如果只導(dǎo)通一個(gè)周波、則補(bǔ)償電壓Ui′的幅值達(dá)到最小值0.2V(當(dāng)周期取1S、補(bǔ)償電壓最大值為10V時(shí)、可控硅零壓開關(guān)調(diào)壓、調(diào)功的每個(gè)周波對(duì)應(yīng)0.2V的電壓變化)。由此可見、本系統(tǒng)的穩(wěn)壓精度可以做到＜0.1％、而瞬時(shí)電壓的波動(dòng)在1S之內(nèi)尚不到總輸出的1％與波形失真約5％、穩(wěn)壓精度0.2％的通用電子交流穩(wěn)壓器(例如614、WY序列)類比下來，可以說、各方面的性能都有了很大的長進(jìn)。
簡(jiǎn)而言之、在本實(shí)用新型中，可控硅零壓開關(guān)調(diào)壓、調(diào)功電路的輸入電壓Ui與其輸出補(bǔ)償電壓Ui′相串接，可以極大限度地提高系統(tǒng)輸出電壓的穩(wěn)定精度、而等效矢量變換的目的即在于將補(bǔ)償電壓Ui′的幅度失真降低到等效矢量變換前的1/n 。
由于變壓器組B1～Bn的功率總?cè)萘績(jī)H為系統(tǒng)額定功率容量的不到1/20，如是把它分作n個(gè)，n的個(gè)數(shù)還可増加，加之它們的體積很小，故整機(jī)的體積一樣可以做得相當(dāng)緊湊。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有負(fù)載特性好、響應(yīng)速度快、穩(wěn)壓精度高、波形失真小、輸入電壓適應(yīng)范圍寬、運(yùn)行噪聲小、對(duì)電網(wǎng)干擾小等優(yōu)點(diǎn)。適用于交流穩(wěn)壓、調(diào)壓、調(diào)速、調(diào)光、調(diào)溫等方面。
權(quán)利要求1.一種等效矢量變換補(bǔ)償型交流穩(wěn)壓器，其特征在于具有一個(gè)輸入電壓Ui與其輸出電壓Ui′作串接補(bǔ)償?shù)目煽毓枇銐洪_關(guān)調(diào)壓、調(diào)功電路。
2.具有權(quán)利要求1的等效矢量變換補(bǔ)償型交流穩(wěn)壓器，其特征在于這個(gè)可控硅零壓開關(guān)調(diào)壓、調(diào)功電路的輸出電壓Ui′在與輸入電壓U1作串接補(bǔ)償之前被先作了等效矢量變換，等效矢量變換電路由雙向可控硅組BCRA1～BCRAn、BCRB1～BCRBn、變壓器組B1～Bn以及公知的順序延時(shí)電路、相位反轉(zhuǎn)電路組成；可硅硅零壓開關(guān)、相位反轉(zhuǎn)及順序延時(shí)電路[2]受控于穩(wěn)壓誤差采樣放大電路[3]和相位檢測(cè)電路[4]，當(dāng)輸入電壓Ui低于220V時(shí)可硅硅零壓開關(guān)、相位反轉(zhuǎn)及順序延時(shí)電路[2]由同相補(bǔ)償端a1～an輸出相應(yīng)數(shù)量的順序延時(shí)脈沖去控制雙向可控硅組BCRA1～BCRAn順序?qū)?、并從變壓器組B1～Bn的各次級(jí)上感應(yīng)出時(shí)序不同但幅值相同的順序補(bǔ)償電壓U′i/n，這些分量從變壓器B1～Bn的次級(jí)以矢量和U′i的形式取出、然后再和與之同相的輸入電壓Ui作串接補(bǔ)償；當(dāng)輸入電壓Ui高于220V時(shí)，可控硅零壓開關(guān)、相位反轉(zhuǎn)及順序延時(shí)電路[2]由反相補(bǔ)償端b1～bn輸出相應(yīng)數(shù)量的順序延時(shí)脈沖去控制雙向可控硅組BCRB1～BCRBn順序?qū)ā⒉淖儔浩鹘MB1～Bn的各次級(jí)上感應(yīng)出時(shí)序不同但幅值相同的順序補(bǔ)償電壓U′i/n，這些分量從變壓器B1～Bn的次級(jí)以矢量和U′i的形式取出、然后再和與之反相的輸入電壓Ui作串接補(bǔ)償。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種等效矢量變換補(bǔ)償型交流穩(wěn)壓器，它是由一個(gè)公知的程控式交流穩(wěn)壓器作系統(tǒng)穩(wěn)壓“粗調(diào)”，一個(gè)輸出電壓經(jīng)過了等效矢量變換的可控硅零壓(流)開關(guān)調(diào)壓、調(diào)功電路作系統(tǒng)穩(wěn)壓“細(xì)調(diào)”構(gòu)成的。程控式交流穩(wěn)壓器的輸出電壓與可控硅零壓(流)開關(guān)調(diào)壓電路的輸出電壓作串接補(bǔ)償。具有負(fù)載特性好、響應(yīng)速度快、穩(wěn)壓精度高、波形失真小、輸入電壓適應(yīng)范圍寬、運(yùn)行噪聲小、對(duì)電網(wǎng)干擾小等優(yōu)點(diǎn)。適用于交流穩(wěn)壓、調(diào)壓、調(diào)速、調(diào)光、調(diào)溫等方面。
文檔編號(hào)G05F1/12GK2259640SQ9521479
公開日1997年8月13日 申請(qǐng)日期1995年6月11日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月11日
發(fā)明者李希強(qiáng) 申請(qǐng)人:李希強(qiáng)