專利名稱：一種穩(wěn)壓穩(wěn)頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電源技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種穩(wěn)壓穩(wěn)頻器。
穩(wěn)壓穩(wěn)頻器，按英文字頭，又名為CVCF，是不間斷電源的核心部分，用它構(gòu)成的不間斷電源，具有穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、抗干擾、不間斷的供電特性，是計(jì)算機(jī)等各種電子設(shè)備理想的工頻(50HZ或60HZ)電源。
現(xiàn)有的穩(wěn)壓穩(wěn)頻器，通常由整流器，逆變器及其控制單元構(gòu)成。整流器將市電的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，逆變器則將此直流電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓穩(wěn)頻的交流電壓，供給負(fù)載。市電經(jīng)整流后，在穩(wěn)壓穩(wěn)頻器中，已失去市電0線(NEUTRAL)的等電位點(diǎn)，加到負(fù)載上的一對輸出端均帶電，這是不允許的，為此，需要在市電輸入端與穩(wěn)壓穩(wěn)頻器的輸出端之間，加隔離變壓器。隔離變壓器屬于一種功率變壓器，它使穩(wěn)壓穩(wěn)頻器的成本增加，效率變低，工藝復(fù)雜，體積重量增加。
本實(shí)用新型的目的在于，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、成本低、工作安全可靠的穩(wěn)壓穩(wěn)頻器，它無需傳統(tǒng)穩(wěn)壓穩(wěn)頻器的功率變壓器，但確保穩(wěn)壓穩(wěn)頻器對負(fù)載輸出端的0線，與市電對穩(wěn)壓穩(wěn)頻器的輸入端0線，永遠(yuǎn)保持等電位。
本實(shí)用新型的目的是通過下述設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)的，包括整流器、電壓提升電路、逆變器及控制單元，逆變器是由四個(gè)電子開關(guān)組成的全橋式逆變器，它的一個(gè)交流端經(jīng)過一個(gè)電感與一個(gè)電容的一端相聯(lián)作為火線輸出端，另一個(gè)交流端與電容的另一端相聯(lián)作為零線輸出端，其特征在于所說的整流器的一個(gè)輸入端作為火線端經(jīng)電感LI與市電的火線相聯(lián)接，其另一個(gè)輸入端作為零線與市電的零線及逆變器輸出端的零線相聯(lián)接。穩(wěn)壓穩(wěn)頻器輸出的正弦電壓相位跟蹤市電相位。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，無功率變壓器，使穩(wěn)壓穩(wěn)頻器向小型輕量、高效節(jié)能、低成本、低噪音、高可靠性方向前進(jìn)一大步。
本實(shí)用新型有如下附圖

圖1穩(wěn)壓穩(wěn)壓器原理示意圖。
圖2在不間斷電源中的一種應(yīng)用示意圖。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
圖1為穩(wěn)壓穩(wěn)頻器的原理圖，虛線方框23為整流器，包括D1、D2、D3、D4整流器件；24為逆變器，包括電子開關(guān)S1、S2、S3、S4、電感LF及電容CF，26為控制單元；25為電壓提升電路，包括二極管D5、D5’、電感LI及電容C、分壓器R1、R2、電子開關(guān)S5及控制單元27。
上述整流器的第一輸入端1經(jīng)電感LI與市電火線(HOT)相連接，第二輸入端2與市電0線(NEUTRAL)相連接，并連接在所述穩(wěn)壓穩(wěn)頻器一對輸出端的0線端上，以使這兩個(gè)0線永遠(yuǎn)等電位。
上述逆變器的電子開關(guān)S1、S2、S3、S4構(gòu)成全橋形式，跨接在上述濾波電容C的正、負(fù)極上，工作在脈沖開關(guān)狀態(tài)。其導(dǎo)通的脈沖寬度，是按正弦波規(guī)律調(diào)制的。電子開關(guān)S1、S2的公共點(diǎn)5接在上述一對輸出端的0線端NEUTRAL上；電子開關(guān)S3、S4的公共點(diǎn)6經(jīng)電感LF接上述一對輸出端的火線HOT上，電容CF接在上述一對輸出端上。電感LF、電容CF組成逆變器的濾波電路，當(dāng)上述電子開關(guān)S2、S3按正弦調(diào)制規(guī)律連通斷時(shí)，經(jīng)整流器23整流后3點(diǎn)上的電壓，便被斬成調(diào)寬脈沖，連續(xù)地加在LF、CF上，經(jīng)濾波后，上述一對輸出端上，便得到正弦電壓的正半周，反之，當(dāng)電子開關(guān)S1、S4按正弦調(diào)制規(guī)律連續(xù)通斷時(shí)，上述一對輸出端上，便得到負(fù)半周。
上述逆變器的控制單元26，控制電子開關(guān)S1、S2、S3、S4的通斷，它包括相位檢控器11、振蕩分頻器12，用于相位同步。相位檢控器11按市電相位校正振蕩分頻器12輸出的本機(jī)相位脈沖，使之跟蹤市電相位。
正弦波發(fā)生器13、三角波發(fā)生器14、脈寬調(diào)制器15構(gòu)成脈寬調(diào)制系統(tǒng)。正弦波發(fā)生器13輸出的正弦波相位，受控于振蕩分頻器12輸出的本機(jī)相位脈沖。脈寬調(diào)制器15將此正弦波同來自三角波發(fā)生器14的三角波進(jìn)行比較，便得到一個(gè)按市電正弦相位規(guī)律調(diào)寬的脈沖序列。
互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)電路16，接收上述脈寬調(diào)制器15產(chǎn)生的調(diào)寬脈沖，產(chǎn)生兩兩互補(bǔ)的四個(gè)驅(qū)動(dòng)信號，分別控制上述逆變器的電于開關(guān)S1、S2和S3、S4按上述正弦調(diào)寬規(guī)律的脈沖狀態(tài)通斷。
電壓檢測器17，用于檢測上述一對輸出端上的電壓值，并依此電壓值，通過移動(dòng)上述正弦波發(fā)生器13輸出的正弦波電平改變脈寬調(diào)制器15的輸出脈寬，于是，逆變器的電子開關(guān)S1、S2、S3、S4的脈沖導(dǎo)通寬度也隨之變化，在上述一對輸出端上得到的輸出電壓也跟著變化。這個(gè)負(fù)返饋過程，保征上述一對輸出端上的電壓穩(wěn)定在給定范圍內(nèi)。
上述電壓提升電源包括二極管D5、D5’，電子開關(guān)S5、電容器C和電感LI，電子開關(guān)S5工作在脈沖通斷狀態(tài)。當(dāng)S5導(dǎo)通時(shí)，電壓幾乎全加在電感LI上，LI中的電流隨時(shí)間呈線性上升，其存貯能量與流過LI的電流值平方成正比。當(dāng)電子開關(guān)S5關(guān)斷時(shí)，LI中存貯的能量，經(jīng)二極管D5、D5’釋放給上述電容C，完成電壓提升。電子開關(guān)S5脈沖導(dǎo)通時(shí)間的長短，決定了上述電容C上電壓VDC的值。
上述電壓提升電源的控制單元27，控制電子開關(guān)S5的通斷，它包括
電阻R1、R2構(gòu)成分壓器，跨接在上述電容C的正、負(fù)極上，R2上的電壓值與電容C上的電壓值VDC成正比。誤差放大器19將R2上的電壓同給定的參考電壓VREF的差值，進(jìn)行差分放大。
脈寬調(diào)制器20將上述誤差放大器19輸出的差分信號，同三角波發(fā)生器18給出的三角波相比較，產(chǎn)生調(diào)寬脈沖，加到電子開關(guān)S5的控制極上，控制S5的通斷。當(dāng)提升后的直流電壓偏離給定值時(shí)，誤差放大器19輸出的差分信號隨之變化，脈寬調(diào)制器20輸出的脈寬也跟著變化，電開關(guān)S5的脈沖導(dǎo)通時(shí)間也跟著變化，于是被提升的直流電壓值被校正在給定范圍內(nèi)。
圖2給出一種將上述穩(wěn)壓穩(wěn)頻器用于構(gòu)成不間斷電源的實(shí)施例。變壓器T1、T2、T3分別用于檢測市電相位和電壓、穩(wěn)壓穩(wěn)頻器輸出電壓、輸出電流，供逆變器控制電路CI作相位跟蹤、控制繼電器RY的通斷、過壓保護(hù)和過載保護(hù)用。
市電正常時(shí)，繼電器RY閉合，穩(wěn)壓穩(wěn)頻器按上述方式工作，濾波電容CF上的電壓相位跟蹤市電；當(dāng)市電異常時(shí)，繼電器RY斷開，蓄電池系統(tǒng)B確保電容器C上的電壓VDC值不變，逆變器控制電路CI按固有頻率輸出50HZ按正弦規(guī)律變化的調(diào)寬脈沖，仍按上述方式控制逆變器的電子開關(guān)S1、S2、S3、S4的通斷，保證上述電容CF上的電壓不間斷。
權(quán)利要求1.一種穩(wěn)壓穩(wěn)頻器，包括整流器(23)、電壓提升電路(25)、逆變器(24)及控制單元(26)，逆變器(24)是由電子開關(guān)S1、S2、S3、S4組成的全橋逆變器，它的一個(gè)交流端(6)經(jīng)電感LF與電容CF的一端相聯(lián)作為火線出端(HOT)，另一個(gè)交流端(5)與電容CF的另一端相聯(lián)，作為零線輸出端(NEUTRAL)，其特征在于所說的整流器(23)的一個(gè)輸入端(1)作為火線端經(jīng)電感LI與市電的火線相聯(lián)接，其另一個(gè)輸入端(2)作為零線端與市電的零線及逆變器(24)輸出端的零線相聯(lián)接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種穩(wěn)壓穩(wěn)頻器,它包括整流器,逆變器和電壓提升電路,其特征在于市電的火線(HOT)經(jīng)電感LI接到整流器的第一輸入端,市電的0線(NEUTRAL)接到整流器的第二輸入端,全橋形式逆變器的一對輸出端的0線端直接與整流器的第二輸入端相連,即與市電的0線相聯(lián),由于刪除了傳統(tǒng)的隔離變壓器,使其小型、高效、低成本。它是不間斷電源(簡稱UPS)的核心部分,是一種工頻電源。
文檔編號G05F1/10GK2390229SQ9921672
公開日2000年8月2日 申請日期1999年7月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月16日
發(fā)明者董振隆 申請人:董振隆