專利名稱：一種橋式斬波器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于穩(wěn)壓裝置的橋式斬波器
背景技術：
交流穩(wěn)壓電源形式有很多種。機械補償式穩(wěn)壓器主電路由補償變壓器TB和帶有伺服電機及傳動機構的接觸式調壓器TT組成。當輸入電壓UI變化時，控制電路發(fā)出控制信號，使碳刷在接觸式調壓器表面滑動，調節(jié)接觸式調壓器的輸出電壓，從而保持輸出電壓UO的穩(wěn)定。機械補償式穩(wěn)壓器具有較好的穩(wěn)壓精度，但由于其使用機械結構調整調壓器的觸頭，所以存在響應慢、可靠性差、工作壽命短、需要大量維護工作等缺點。無觸點補償式穩(wěn)壓器主電路由補償變壓器TB和通過可控硅切換抽頭的自耦變壓器TS組成。當輸入電壓UI變化時，控制電路發(fā)出控制信號，控制可控硅的通斷，切換自耦變壓器的抽頭，從而改變補償變壓器輸出補償電壓，保持輸出電壓UO的穩(wěn)定。由于使用半導體開關作為變壓器抽頭的切換裝置，無觸點補償式穩(wěn)壓器大大提高響應速度，但是由于其采用切換自耦變壓器固定抽頭的方式調整補償電壓，使補償電壓只能分級調整，降低了穩(wěn)壓器的輸出精度。根據(jù)果要獲得較高的穩(wěn)壓器精度，就必須增加自耦變壓器的抽頭數(shù)量，這將大大增加穩(wěn)壓器的成本。
實用新型內容本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種橋式斬波器，它直接控制補償電壓。實現(xiàn)上述目的的一種技術方案是一種橋式斬波器，包括變壓器Tr，濾波器，斬波器開關管V1-V4，整流二極管VD1-VD4，所述橋式斬波器通過所述輸出變壓器Tr次級串聯(lián)在市電電源和負載之間；所述斬波器開關管Vl和V2、V3和V4、整流二極管VDl和VD2、VD3和VD4分別兩兩串聯(lián)，接入節(jié)點c和節(jié)點d，所述斬波器開關管Vl和V3的陽極以及整流二極管VDl和VD3 的陰極接于節(jié)點c，斬波器開關管V2和V4的陰極以及整流二極管VD2和VD4的陽極接于節(jié)點d ；所述斬波器開關管Vl和V2、V3和V4構成所述斬波器的第一橋臂和第二橋臂；所述輸出變壓器的通過斬波器節(jié)點a和節(jié)點b，分別接入第一橋臂和第二橋臂取自穩(wěn)壓電源輸出端的市電電源從節(jié)點e和節(jié)點f接入該電路，通過整理二極管 VD1-VD4為橋式斬波器開關V1-V4提供直流電源。進一步的，所述節(jié)點c和節(jié)點d之間并聯(lián)接入直流電容器Cd ；所述直流電容器Cd的陽極連接于節(jié)點C，陰極連接與節(jié)點d ；所述直流電容器電容Cd小到不具有濾波功能。進一步的，所述斬波器開關管V1-V4由一個整流二極管和一個絕緣柵雙極型IGBT 功率管構成，所述整流二極管的陰極對應于所述斬波器開關管的陽極。
3[0015]進一步的，斬波器開關管與所輸出變壓器Tr之間連入濾波器，所述濾波器包括由電感LF和電容CF構成。本實用新型能夠在幾十毫秒內完成電壓幅值的調節(jié)補償，在輸入電壓快速升高或下降時，能夠迅速穩(wěn)定輸出電壓.同時其具有無電火花產(chǎn)生，快速響應，無級調節(jié)補償電壓，穩(wěn)壓精度高的特點。因此其相對于傳統(tǒng)機械式穩(wěn)壓器和無觸點補償式穩(wěn)壓器具有優(yōu)勢。
圖1為本實用新型的橋式斬波器的電路圖。
具體實施方式
請參閱圖1，本實用新型的為了能更好地對本實用新型的技術方案進行理解，下面通過具體的例并結合附圖進行詳細地說明請參閱圖1，本實用新型的斬波器包括變壓器Tr，濾波器，橋式斬波器開關管 V1-V4，整流二極管VD1-VD4，所述斬波器通過所述輸出變壓器Tr和濾波器接入市電電源和負載之間；所述橋式斬波器開關由一個整流二極管和一個IGBT構成，所述整流二極管的陰極對應于所述斬波器開關管的陽極； 所述濾波器包括由電感LF和電容CF構成；所述斬波器開關管Vl和V2，V3和V4，整流二極管VDl和VD2、VD3和VD4分別兩兩串聯(lián)，接入節(jié)點c和節(jié)點d，所述斬波器開關管Vl和V3的陽極以及整流二極管VDl和VD3 的陰極接于節(jié)點c，斬波器開關管V2和V4的陰極以及整流二極管VD2和VD4的陽極接于節(jié)
占d ·所述節(jié)點c和節(jié)點d之間并聯(lián)接入直流電容器Cd ；所述直流電容器Cd的陽極連接于節(jié)點C，陰極連接與節(jié)點d ；所述直流電容器電容小到不具有濾波功能；所述輸出變壓器和濾波器通過節(jié)點a和節(jié)點b，分別接入第一橋臂和第二橋臂；所述整流二極管VD1陽極和VD2的陰極串聯(lián)于e，VD3的陽極和VD4的陰極串聯(lián)于 f ；取自穩(wěn)壓電源輸出端的從節(jié)點e和節(jié)點f接入該電路，通過整理二極管VD1-VD4 為橋式斬波器開關管提供直流電源；電路圖中，斬波器開關管Vl V4并不是工作在逆變器狀態(tài)，而是工作在橋式斬波器狀態(tài)。這是由它的PWM工作方式、直流電源電壓波形和直流電容Cd值的大小及其功能來決定的。斬波器開關管的直流電壓，不是通過電容Cd把整流電壓濾波成恒定的平滑直流電壓，而是仍然為單相橋式整流電壓的波形。直流電容Cd不再具有直流濾波功能，而只是為了創(chuàng)造一個續(xù)流通路而設置的。對于感性負載，在一個斬波器開關管的開關周期內續(xù)流的能量是很小的，所以Cd的值也很小，Cd的充放電速度很快，不會影響整流電壓的上升或下降速度，使Cd上的電壓與不濾波的整流電壓波形相同。也就是說，由于電容的值很小，它只允許續(xù)流電流通過，不再具有直流濾波功能，因此對整流波形不產(chǎn)生影響。這就說明橋式斬波器是工作在PWM(脈寬調制，Pulse Width Modul ation)斬波狀態(tài)，而不是工作在逆變狀
4態(tài)。狀態(tài)切換觸發(fā)電路控制著斬波器開關管的開關，假設市電電壓低于基準電壓時， 當交流電的流向為正，即電流從e點流入，經(jīng)整流二極管VDl整流，向橋式斬波器開關管提供所需的直流電源。此時，斬波器開關管VDl和VD4處于開啟狀態(tài)，而VD2和VD3處于關閉狀態(tài)，此時，變壓器Tr中電流的流向為c — a — b — d，對市電電壓進行正補償。當交流電的流向為負，即電流從f點流入，經(jīng)過VD3支路整流，向斬波器開關管提供所需的直流電源，此時，斬波器開關管VD2和VD3處于開啟狀態(tài)，而VDl和VD4處于關閉狀態(tài)，此時，變壓器Tr中電流的流向為c — b — a — d，對市電電壓進行負補償。市電電壓高于基準電壓時，穩(wěn)壓補償過程與市電電壓偏低時相似，不再重復。IGBT具有快速響應并切換狀態(tài)的功能，因此在交流電流向發(fā)生改變時，可通過由 IGBT和整流二極管構成的斬波器開關管的快速響應、連續(xù)調節(jié)補償電壓的特點，能夠在幾十毫秒內完成電壓幅值的調節(jié)補償，在輸入電壓快速升高或下降時，能夠迅速穩(wěn)定輸出電壓.相對于現(xiàn)有技術具有優(yōu)勢。本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型，而并非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質精神范圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的權利要求書范圍內。
權利要求1.一種橋式斬波器，包括變壓器Tr，濾波器，斬波器開關管V1-V4，整流二極管 VD1-VD4，通過所述輸出變壓器Tr次級串聯(lián)市電電源和負載之間；其特征在于所述斬波器開關管Vl和V2、V3和V4、整流二極管VDl和VD2、VD3和VD4分別兩兩串聯(lián)，接入節(jié)點c和節(jié)點d，所述斬波器開關管Vl和V3的陽極以及整流二極管VDl 和VD3的陰極接于節(jié)點c，斬波器開關管V2和V4的陰極以及整流二極管VD2和VD4的陽極接于節(jié)點c ；所述斬波器開關管Vl和V2、V3和V4構成所述斬波器的第一橋臂和第二橋臂；所述輸出變壓器的通過節(jié)點a和節(jié)點b，分別接入第一橋臂和第二橋臂取自穩(wěn)壓電源輸出端的市電電源從節(jié)點e和節(jié)點f接入該電路，通過整理二極管 VD1-VD4為橋式斬波器開關V1-V4提供直流電源。
2.根據(jù)權利要求1所述的橋式斬波器，其特征在于在所述節(jié)點c和節(jié)點d之間并聯(lián)接入直流電容器Cd ；所述直流電容器Cd的陽極連接于節(jié)點c，陰極連接與節(jié)點d ；所述直流電容器Cd不具有濾波功能。
3.根據(jù)權利要求1所述的橋式斬波器，其特征在于所述斬波器開關管V1-V4由一個整流二極管和一個絕緣柵雙極型IGBT功率管構成，所述整流二極管的陰極對應于所述斬波器開關管的陽極。
4.根據(jù)權利要求1所述的橋式斬波器，其特征在于所述斬波器開關管與所輸出變壓器 Tr之間連入濾波器，所述濾波器包括由電感LF和電容CF構成。
專利摘要本實用新型公開了一種用于輸變電領域的橋式斬波器，包括斬波器開關管V1-V4，整流二極管VD1-VD4，所述橋式斬波器V1-V4通過所述輸出變壓器Tr接入市電電源和負載之間；斬波器開關管V1-V4具有快速響應并切換狀態(tài)的功能，能夠在幾十毫秒內完成電壓幅值的調節(jié)補償，在輸入電壓快速升高或下降時，能夠迅速穩(wěn)定輸出電壓，相對于傳統(tǒng)機械式穩(wěn)壓器和無觸點補償式穩(wěn)壓器具有不可比擬的優(yōu)勢。
文檔編號H02M7/48GK202150802SQ20112022711
公開日2012年2月22日 申請日期2011年6月30日 優(yōu)先權日2011年6月30日
發(fā)明者仲雋偉, 姚建歆, 張小越, 徐劍, 曹蕓, 汪傳毅, 沈佳禎, 沈卓勇, 潘瑾, 虞海靜, 顧俊, 馬曉杰 申請人:上海中區(qū)節(jié)電科技有限公司, 上海市電力公司, 上海榮靈網(wǎng)絡科技有限公司