專利名稱：一種利用中頻變壓器均壓的直流電子分壓調(diào)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電工類電力電子學(xué)科，具體涉及一種利用中頻變壓器均壓的直流電子分壓調(diào)壓器。
背景技術(shù)：
目前取信號(hào)用的直流分壓大多采用電阻分壓，即將兩個(gè)或多個(gè)電阻串聯(lián)接到一個(gè)直流電壓上，或者常用電位計(jì)分壓。每個(gè)或每段電阻上分到一部分電壓，形成分壓器。這種分壓器效率低，適用于取信號(hào)用或小功率用，不適用于大功率的場(chǎng)合。另一種適用于大功率的辦法是將直流首先變成交流，再用變壓器變成若干組交流，然后整流成若干組直流。這種辦法設(shè)備復(fù)雜、成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種利用中頻變壓器均壓的直流電子分壓調(diào)壓器。為解決技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的解決方案是提供一種利用中頻變壓器均壓的直流電子分壓調(diào)壓器，包括η組結(jié)構(gòu)相同的分壓器，11為> 1的整數(shù)；每組分壓器具有兩個(gè)串聯(lián)成一組的電解電容器，成為一組雙電解電容器，每組雙電解電容器的正、負(fù)端各接有一個(gè)斬波器開(kāi)關(guān)，兩個(gè)斬波器開(kāi)關(guān)的輸出端接了兩個(gè)串聯(lián)的續(xù)流二極管，串聯(lián)續(xù)流二極管組合的中點(diǎn)接到雙電解電容器的中點(diǎn)；所述的η組分壓器輸入端相互串聯(lián)且同步通斷，每組分壓器的輸出分別與一個(gè)逆變器的輸入端相連，各級(jí)逆變器結(jié)構(gòu)均相同；逆變器的輸出端接到中頻變壓器的一組線圈，該組線圈的中點(diǎn)接到雙電解電容器的中點(diǎn)，各級(jí)逆變器輸出端所接的線圈均繞在同一鐵芯上；其中，每一級(jí)逆變器均為單相全橋，每個(gè)橋臂由晶閘管和反并二極管組成，其中每個(gè)晶閘管又串聯(lián)了一個(gè)二極管，串聯(lián)二極管的目的是減少晶閘管的dV/dt。在每個(gè)單相全橋的每對(duì)上、下橋臂之間串接了一個(gè)換流變壓器的副邊繞組W。換流的方向是從每對(duì)上、下橋臂的一個(gè)橋臂的晶閘管換到另一橋臂的二極管，換流變壓器所產(chǎn)生的換流電壓的方向需有助于這樣的換流。作為一種改進(jìn)，所述的各組分壓器中，有0 (n-1)組完全不輸出直流電流到外部電路而只輸出到變壓器線圈，其余η 1組分壓器將電流輸出到外部電路。作為一種改進(jìn)，允許各組分壓器輸入的直流電壓不相等，此時(shí)各組分壓器輸出的直流電壓也不相等，各級(jí)的中頻變壓器線圈匝數(shù)也同樣不相等。作為一種改進(jìn)，η組分壓器的斬波器開(kāi)關(guān)是同步通斷的，一組內(nèi)的兩個(gè)斬波器開(kāi)關(guān)也是同時(shí)通斷的。本發(fā)明還提供了一種利用中頻變壓器均壓的直流電子分壓調(diào)壓器，包括η組結(jié)構(gòu)相同的分壓器，η為> 1的整數(shù)；其特征在于，每組分壓器具有一個(gè)電解電容器，其一端接有一個(gè)斬波器開(kāi)關(guān)，各斬波器結(jié)構(gòu)相同且同步通斷；該電解電容器的另一端和斬波器開(kāi)關(guān)的另一端之間接了一個(gè)續(xù)流二極管；每組分壓器的輸出分別與一個(gè)逆變器的輸入端相連，各級(jí)逆變器結(jié)構(gòu)均相同；逆變器的輸出端接到中頻變壓器的一組線圈，各級(jí)逆變器輸出端所接的線圈均繞在同一鐵芯上；其中，每一級(jí)逆變器均為單相全橋，每個(gè)橋臂由晶閘管和反并二極管組成，其中每個(gè)晶間管又串聯(lián)了一個(gè)二極管，在每個(gè)單相全橋的每對(duì)上、下橋臂之間串接了一個(gè)換流變壓器的副邊繞組W;換流的方向是從一個(gè)橋臂的晶閘管換到另一橋臂的二極管，換流變壓器所產(chǎn)生的換流電壓的方向需有助于這樣的換流。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)將一個(gè)較高的直流電壓均勻地或按規(guī)定比例地分成幾組較低的可以調(diào)節(jié)的直流電壓。此分壓器具有較高的效率，故可適用于大功率場(chǎng)合。并允許各組直流輸出的電流有一定程度的不均勻，也允許含有一定限度的低頻或高頻分量的交流。


圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例1的電路原理圖。圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例2的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式平常η個(gè)斬波器串聯(lián)時(shí)，它能解決分壓和調(diào)壓?jiǎn)栴}，但是它沒(méi)有均壓能力。當(dāng)各分壓段承擔(dān)的電流稍有不均勻時(shí)各分壓段的電壓會(huì)越來(lái)越不均勻，一直到強(qiáng)迫各分壓段承擔(dān)的電流相等為止。因此它往往是不適用的。具體實(shí)施例1:本具體實(shí)施例的電路圖如圖1所示的。逆變器按中頻方波工作。每組對(duì)角線橋臂輪流工作180°。當(dāng)需要換流時(shí)，譬如要從左上、右下對(duì)角線橋臂換到左下、右上對(duì)角線橋臂，逆變器的換流過(guò)程如下首先關(guān)斷該分壓器中的斬波器開(kāi)關(guān)IGBT，使它的輸出直流電壓ud瞬時(shí)值為零。同時(shí)加上換流電壓脈沖AU(uWal)，每個(gè)換流電壓正脈沖為幅值 +5 10ν(以達(dá)到換流速度為準(zhǔn))、脈寬 晶閘管的標(biāo)定關(guān)斷時(shí)間約IOOys的波。正的uWal值代表Wal上的電壓極性為上正下負(fù)。AU的方向始終有助于換流。這些電壓通過(guò)換流變壓器的原邊加到圖1中的Wal付邊繞組上。在此脈沖Δ U作用下，只要斷開(kāi)Thai左上、Thai右下的觸發(fā)脈沖，Thai左上、Thai右下的電流就能換流到Dal左下、Dal右上，Thai左上、Thai右下承受反壓關(guān)斷，經(jīng)過(guò)晶閘管標(biāo)定關(guān)斷時(shí)間約100μ s后，Thai左上、Thai右下已經(jīng)完全關(guān)斷，al橋的左上、右下橋臂電流已經(jīng)更換到了左下、右上橋臂。重新導(dǎo)通斬波調(diào)壓器的占空比調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)IGBT，同時(shí)加上Thai左下、Thai右上的開(kāi)通脈沖，待變壓器的電流反向時(shí)，Dal左下、Dal右上的電流變?yōu)榱愣鳷hai左下、Thai右上的電流開(kāi)始上升。經(jīng)過(guò)180°后，類似地將通電橋臂再換回來(lái)。上述情況為第一級(jí)逆變器的工作情況。第2、…、η級(jí)逆變器的工作是相同的。逆變器的輸出端接到中頻變壓器的一組線圈，線圈的中點(diǎn)接到輸入的直流電源的中點(diǎn)。由于變壓器左半個(gè)和右半個(gè)線圈電壓必然相等，故斬波器輸出的直流電源上半和下半段電壓也必然相等，從而輸入的直流電源的上半和下半段電壓也必然相等=Ud/2n。將η級(jí)分壓調(diào)壓器的變壓器線圈均繞在同一鐵芯上，則η級(jí)分壓調(diào)壓器的電壓也必然相等。這種均壓方法的均壓能力很強(qiáng)。具體實(shí)施例2 (如圖2所示)與具體實(shí)施例1相比，其區(qū)別在于每組變壓器線圈不再引出中點(diǎn)，每組分壓器也沒(méi)有中點(diǎn)，因此每組分壓器內(nèi)的斬波器開(kāi)關(guān)也可只用一只，或者可以仍與圖1 一樣而不引出中點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種利用中頻變壓器均壓的直流電子分壓調(diào)壓器，包括η組結(jié)構(gòu)相同的分壓器，η為^ 1的整數(shù)；其特征在于，每組分壓器具有兩個(gè)串聯(lián)成一組的電解電容器，成為一組雙電解電容器，每組雙電解電容器的正、負(fù)端各接有一個(gè)斬波器開(kāi)關(guān)，兩個(gè)斬波器開(kāi)關(guān)的輸出端接了兩個(gè)串聯(lián)的續(xù)流二極管，串聯(lián)續(xù)流二極管組合的中點(diǎn)接到雙電解電容器的中點(diǎn)；所述的η組分壓器輸入端相互串聯(lián)且同步通斷，每組分壓器的輸出分別與一個(gè)逆變器的輸入端相連，各級(jí)逆變器結(jié)構(gòu)均相同；逆變器的輸出端接到中頻變壓器的一組線圈，該組線圈的中點(diǎn)接到雙電解電容器的中點(diǎn)，各級(jí)逆變器輸出端所接的線圈均繞在同一鐵芯上；其中，每一級(jí)逆變器均為單相全橋，每個(gè)橋臂由晶閘管和反并二極管組成，其中每個(gè)晶閘管又串聯(lián)了一個(gè)二極管，在每個(gè)單相全橋的每對(duì)上、下橋臂之間串接了一個(gè)換流變壓器的副邊繞組(W)；換流的方向是從每對(duì)上、下橋臂中的一個(gè)橋臂的晶閘管換到另一橋臂的二極管，換流變壓器所產(chǎn)生的換流電壓的方向須有助于這樣的換流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電子分壓調(diào)壓器，其特征在于，所述的各組分壓器中，有0 (η-1)組完全不輸出直流電流到外部電路而只輸出到變壓器線圈，其余η 1組分壓器將電流輸出到外部電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電子分壓調(diào)壓器，其特征在于，允許各組分壓器輸入的直流電壓不相等，此時(shí)各組分壓器輸出的直流電壓也不相等，各級(jí)的中頻變壓器線圈匝數(shù)也同樣不相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電子分壓調(diào)壓器，其特征在于，η組分壓器的斬波器開(kāi)關(guān)是同步通斷的，一組內(nèi)的兩個(gè)斬波器開(kāi)關(guān)也是同時(shí)通斷。
5.一種利用中頻變壓器均壓的直流電子分壓調(diào)壓器，包括η組結(jié)構(gòu)相同的分壓器，η為^ 1的整數(shù)；其特征在于，每組分壓器具有一個(gè)電解電容器，其一端接有一個(gè)斬波器開(kāi)關(guān)，各斬波器結(jié)構(gòu)相同且同步通斷；該電解電容器的另一端和斬波器開(kāi)關(guān)的另一端之間接了一個(gè)續(xù)流二極管；每組分壓器的輸出分別與一個(gè)逆變器的輸入端相連，各級(jí)逆變器結(jié)構(gòu)均相同；逆變器的輸出端接到中頻變壓器的一組線圈，各級(jí)逆變器輸出端所接的線圈均繞在同一鐵芯上；其中，每一級(jí)逆變器均為單相全橋，每個(gè)橋臂由晶閘管和反并二極管組成，其中每個(gè)晶閘管又串聯(lián)了一個(gè)二極管；在每個(gè)單相全橋的每對(duì)上、下橋臂之間串接了一個(gè)換流變壓器的副邊繞組(W)；換流的方向是從每對(duì)上、下橋臂中的一個(gè)橋臂的晶閘管換到另一橋臂的二極管，換流變壓器所產(chǎn)生的換流電壓的方向須有助于這樣的換流。
全文摘要
本發(fā)明涉及電工類電力電子學(xué)科，旨在提供一種利用中頻變壓器均壓的直流電子分壓調(diào)壓器。該分壓調(diào)壓器包括n組結(jié)構(gòu)相同的分壓器，每組分壓器具有兩個(gè)串聯(lián)成一組的電解電容器，其正、負(fù)端各接有一個(gè)斬波器開(kāi)關(guān)。分壓器的輸出分別與一個(gè)逆變器的輸入端相連，各級(jí)逆變器結(jié)構(gòu)均相同；逆變器的輸出端接到中頻變壓器的一組線圈，該組線圈的中點(diǎn)接到雙電解電容器的中點(diǎn)，各級(jí)逆變器輸出端所接的線圈均繞在同一鐵芯上。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)將一個(gè)較高的直流電壓均勻地或按規(guī)定比例地分成幾組較低的可以調(diào)節(jié)的直流電壓。此分壓器具有較高的效率，故可適用于大功率場(chǎng)合。并允許各組直流輸出的電流有一定程度的不均勻，也允許含有一定限度的低頻或高頻分量的交流。
文檔編號(hào)H02M3/315GK102386777SQ20111020625
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者汪槱生, 汪雋邁, 顧誠(chéng)誠(chéng) 申請(qǐng)人:汪槱生