專利名稱：自然續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及市電交流斬波調(diào)壓技術(shù)領(lǐng)域，是ー種自然續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
見(jiàn)圖1，交流斬波是實(shí)現(xiàn)市電 調(diào)壓變換的一種最好的技術(shù)形式，當(dāng)交流斬波后所接負(fù)載是電感性吋，由于感抗的作用，就必須要在斬波開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)進(jìn)行續(xù)流。目前采取的續(xù)流方案是，均是采用在交流斬波開(kāi)關(guān)后并聯(lián)連接承擔(dān)續(xù)流作用的電子開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)形式來(lái)實(shí)現(xiàn)續(xù)流；就是說(shuō)，無(wú)論斬波開(kāi)關(guān)電路的具體結(jié)構(gòu)如何，都必不可少的要在斬波開(kāi)關(guān)I后的電路上并接續(xù)流開(kāi)關(guān)2 ;斬波開(kāi)關(guān)和續(xù)流開(kāi)關(guān)都是采用IGBT開(kāi)關(guān)元件，IGBT開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)通和關(guān)斷需要時(shí)間，而為了防止續(xù)流開(kāi)關(guān)2導(dǎo)通可能造成對(duì)斬波后電路的短路，必需對(duì)斬波電子開(kāi)關(guān)和續(xù)流電子開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)進(jìn)行非常精確的控制，而且還必須在斬波電子開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)刻和續(xù)流電子開(kāi)關(guān)開(kāi)通時(shí)刻之間設(shè)置ー個(gè)間隔時(shí)間，俗稱“死區(qū)時(shí)間”，有了“死區(qū)時(shí)間”，所以會(huì)造成在斬波電子開(kāi)關(guān)在關(guān)斷時(shí)的續(xù)流不及時(shí)，而且由于需要設(shè)置“死區(qū)時(shí)間”，使得交流斬波的頻率進(jìn)一歩提高受到了限制。在進(jìn)行三相交流斬波時(shí)，還需要對(duì)斬波電子開(kāi)關(guān)和續(xù)流電子開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)的相位進(jìn)行更為精確和復(fù)雜的控制。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是克服現(xiàn)今交流斬波主電路結(jié)構(gòu)的不足，提供了ー種不需要專設(shè)續(xù)流開(kāi)關(guān)元件，而能實(shí)現(xiàn)自然續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型的主電路結(jié)構(gòu)由兩只電感線圈和兩只ニ極管的連接實(shí)現(xiàn)自然續(xù)流的環(huán)路，實(shí)現(xiàn)了在斬波電子開(kāi)關(guān)關(guān)斷瞬間就進(jìn)行的及時(shí)續(xù)流，是不需要任何控制的自然續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是自然續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)，包括與市電電源連接的交流斬波主電路和感性負(fù)載，其特征是，所述交流斬波主電路包括斬波開(kāi)關(guān)元件組件、電感線圈L1、L2、ニ極管D1、D2以及電容C，兩電感線圈L1、L2的各自一端相連構(gòu)成連結(jié)點(diǎn)，該連結(jié)點(diǎn)與電容C 一端相接，電感線圈LI的另一端與ニ極管Dl的負(fù)極串接，電感線圈L2的另一端與ニ極管D2的正極串接，斬波開(kāi)關(guān)元件組件的輸出端與ニ極管Dl的正極和ニ極管D2的負(fù)極連結(jié)點(diǎn)相接，斬波開(kāi)關(guān)元件組件的輸入端和電容另一端分別與市電電源線相接，負(fù)載的兩端與電容C兩端并接；電感線圈LI、L2和兩只ニ極管D1、D2的連接形成了一順時(shí)針?lè)较虻沫h(huán)流回路，這環(huán)流回路實(shí)現(xiàn)了在斬波開(kāi)關(guān)元件關(guān)斷時(shí)兩只電感線圈中斬波電流的自然續(xù)流。本實(shí)用新型還可以采用以下技術(shù)措施解決所述電感線圈L1、L2為空心線圈或磁芯線圈或鐵芯線圏。所述斬波開(kāi)關(guān)元件組件的輸入端和電容另一端分別與單相電路的相線和中性線相接。所述交流斬波主電路包括斬波開(kāi)關(guān)元件組件、電感線圈Ll-1、Ll-2、L2-1、L2_2、L3、ニ極管D1、D2以及電容C1、C2、C3、C4，ニ極管Dl的正極與ニ極管D2的負(fù)極相連接，ニ極管Dl的負(fù)極與電感線圈Ll-1、L1-2串聯(lián)連接，ニ極管D2的正極與電感線圈L2-1、L2-2串聯(lián)連接，兩電感線圈Ll-2、L2-2的一端相連構(gòu)成連結(jié)點(diǎn)與電容C3 —端相接，電感線圈L3的一端與電容C3另一端相連,另一端與電容C4 一端相連，電感線圈L1_1、L1_2之間的連結(jié)點(diǎn)與電容Cl 一端相連，電感線圈Ll-2、L2-2之間的連結(jié)點(diǎn)與電容C2 —端相連，斬波開(kāi)關(guān)元件組件3的輸出端與ニ極管Dl的正極和ニ極管D2的負(fù)極連結(jié)點(diǎn)相接，斬波開(kāi)關(guān)元件組件的輸入端和電容C1、C2、C3、C4各自的另一端分別與市電電源線相接，負(fù)載的兩端與電容C4兩夂而并接。所述交流斬波主電路應(yīng)用于三相電路上。斬波開(kāi)關(guān)元件組件為ー個(gè)IGBT晶體管和ー個(gè)整流橋構(gòu)成。斬波開(kāi)關(guān)元件組件為兩個(gè)IGBT晶體管構(gòu)成。本實(shí)用新型的有益效果是(1)、由于實(shí)現(xiàn)了自然續(xù)流，從而使斬波開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)的 續(xù)流得以及時(shí)，比采用專設(shè)續(xù)流開(kāi)關(guān)元件的續(xù)流的效果更好。( 2 )、斬波主電路的結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，對(duì)比與此前的技術(shù)，本實(shí)用新型節(jié)省了擔(dān)任續(xù)流作用的電子開(kāi)關(guān)元件，提高了斬波電路工作的可靠性。(3)、由于負(fù)載上不再有電流突變截止的狀況，負(fù)載上的交流電壓波形已很接近于正弦波了。因此可以應(yīng)用由于任何性質(zhì)負(fù)載的交流斬波調(diào)壓，生產(chǎn)出通用的交流斬波器。(4)、采用本實(shí)用新型可以生產(chǎn)出輸出電流可大范圍調(diào)整的低壓大電流發(fā)生裝置。(5)、采用本實(shí)用新型還可以生產(chǎn)出具有自動(dòng)穩(wěn)壓功能的交、直流電源。

圖I是本實(shí)用新型現(xiàn)有技術(shù)的電路圖。圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式的電路圖。圖3是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中市電通過(guò)交流斬波開(kāi)關(guān)元件后形成的電流i的波形圖。圖4是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中流過(guò)ニ極管D1、電感線圈LI的斬波電流il的波形圖。圖5是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中流過(guò)電感線圈LI的續(xù)流電流il2的波形圖。圖6是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中流過(guò)ニ極管D2、電感線圈L2的斬波電流i2的波形圖。圖7是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中電感線圈L2的續(xù)流電流i21的波形圖。圖8是本實(shí)用新型第二實(shí)施方式的電路圖。圖9是本實(shí)用新型第三實(shí)施方式的電路圖。圖10是本實(shí)用新型第三實(shí)施方式交流電壓波形圖。圖11是本實(shí)用新型第四實(shí)施方式的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)ー步說(shuō)明。本實(shí)用新型第一實(shí)施方式如圖2至圖7所示，自然續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)，包括與市電電源連接的交流斬波主電路I和感性負(fù)載2，其特征是，所述交流斬波主電路I包括斬波開(kāi)關(guān)元件組件3、電感線圈L1、L2、ニ極管D1、D2以及電容C，兩電感線圈L1、L2的各自一端相連構(gòu)成連結(jié)點(diǎn)，該連結(jié)點(diǎn)與電容C 一端相接，電感線圈LI的另一端與ニ極管Dl的負(fù)極串接，電感線圈L2的另一端與ニ極管D2的正極串接，斬波開(kāi)關(guān)元件組件的輸出端與ニ極管Dl的正極和ニ極管D2的負(fù)極連結(jié)點(diǎn)相接，斬波開(kāi)關(guān)元件組件3的輸入端和電容另一端分別與市電電源線相接，負(fù)載2的兩端與電容C兩端并接；電感線圈LI、L2和ニ極管DU D2的連接形成了一順時(shí)針?lè)较虻沫h(huán)流回路，這環(huán)流回路實(shí)現(xiàn)了在斬波開(kāi)關(guān)元件關(guān)斷時(shí)兩只電感線圈的自然續(xù)流；由于有ニ極管Dl和D2的作用，電感線圈LI上只允許對(duì)應(yīng)于市電正半周的斬波電流il通過(guò)，在市電正半周期內(nèi)的毎次的斬波開(kāi)關(guān)元件關(guān)斷吋，電感線圈LI是通過(guò)電感線圈L2、ニ極管D2和Dl的通路完成續(xù)流；還是由于ニ極管Dl和D2的作用，電感線圈L2上只允許對(duì)應(yīng)于市電負(fù)半周的斬波電流i2通過(guò)，在市電負(fù)半周期內(nèi)的毎次的斬波開(kāi)關(guān)元件關(guān)斷時(shí)，電感線圈L2是通過(guò)ニ極管D2、D1和電感線圈LI的通路完成續(xù)流。
所述電感線圈LI、L2為空心線圈或磁芯線圈或鐵芯線圈。所述斬波開(kāi)關(guān)元件組件的輸入端和電容另一端分別與單相電路的相線和中性線相接。本實(shí)用新型第二實(shí)施方式如圖8所示，所述第二實(shí)施方式與第一實(shí)施方式相似，不同之處在于，本實(shí)施方式應(yīng)用于三相斬波調(diào)壓的電路結(jié)構(gòu)，即每一相線的斬波開(kāi)關(guān)后都連接ー個(gè)自然續(xù)流的交流斬波主電路，具體不詳述。本實(shí)用新型第三實(shí)施方式如圖9至圖10所示，所述交流斬波主電路I包括斬波開(kāi)關(guān)元件組件3、電感線圈Ll-1、Lト2、L2-1、L2-2、L3、ニ極管Dl、D2以及電容Cl、C2、C3、C4，ニ極管Dl的正極與ニ極管D2的負(fù)極相連接，ニ極管Dl的負(fù)極與電感線圈L1-UL1-2串聯(lián)連接，ニ極管D2的正極與電感線圈L2-l、L2-2串聯(lián)連接，兩電感線圈L1_2、L2_2的一端相連構(gòu)成連結(jié)點(diǎn)與電容C3 —端相接，電感線圈L3的一端與電容C3另一端相連,另一端與電容C4 一端相連，電感線圈Ll-l、Ll-2之間的連結(jié)點(diǎn)與電容Cl 一端相連，電感線圈L1-2、L2-2之間的連結(jié)點(diǎn)與電容C2 —端相連，斬波開(kāi)關(guān)元件組件3的輸出端與ニ極管Dl的正極和ニ極管D2的負(fù)極連結(jié)點(diǎn)相接，斬波開(kāi)關(guān)元件組件3的輸入端和電容Cl、C2、C3、C4各自的另一端分別與市電電源線相接，負(fù)載2的兩端與電容C4兩端并接。為了使得感性負(fù)載2上交流電壓波形的邊沿更加順滑，感性負(fù)載上的電壓正弦波更加完美，還可以在自然續(xù)流的交流斬波主電路中，或在自然續(xù)流的交流斬波主電路與負(fù)載間增加濾波元件，將每個(gè)電感線圈分成了兩段，兩段的中間又增加了濾波電容，且還在自然續(xù)流的交流斬波主電路與負(fù)載的線路中串接了 LC電路(C1、C2以及L3組成)，附圖10的uA、uB分別是對(duì)應(yīng)于圖9電路中A點(diǎn)和B點(diǎn)的交流電壓波形，uA波形雖然已接近了正弦波，但波形的邊沿呈現(xiàn)鋸齒狀，再經(jīng)過(guò)LC電路的濾波，uB的波形邊沿變得更為圓滑，已接近于正常的正弦波形。如果要使得負(fù)載上的電壓波形再進(jìn)ー步得到改善，還可以在自然續(xù)流的交流斬波主電路與負(fù)載的線路中串接更多級(jí)的LC電路進(jìn)行多級(jí)的濾波。本實(shí)用新型第四實(shí)施方式如圖11所示，與第三實(shí)施方式相似，不同之處在于，本實(shí)施例是在自然續(xù)流的交流斬波主電路與負(fù)載的線路中串接了ー級(jí)LC電路濾波應(yīng)用于三相交流斬波的主電路結(jié)構(gòu)，在此不在詳述。上述的四個(gè)實(shí)施方式，作為斬波開(kāi)關(guān)元件組件(3)的具體實(shí)施方式
，斬波開(kāi)關(guān)元件組件3為ー個(gè)IGBT晶體管和ー個(gè)整流橋構(gòu)成；或者斬波開(kāi)關(guān)元件組件3為兩個(gè)IGBT晶體管構(gòu)成。以上所述的具體實(shí)施方式
例，僅為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例而已，舉凡依本實(shí)用新型專利范圍所做的等同設(shè)計(jì)，均應(yīng)為本實(shí)用新型的技術(shù)所涵蓋。·
權(quán)利要求1.自然續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)，包括與市電電源連接的交流斬波主電路(I)和感性負(fù)載(2)，其特征是，所述交流斬波主電路(I)包括斬波開(kāi)關(guān)元件組件(3)、電感線圈LI、L2、二極管Dl、D2以及電容C，兩電感線圈LI、L2的各自一端相連構(gòu)成連結(jié)點(diǎn)，該連結(jié)點(diǎn)與電容C 一端相接，電感線圈LI的另一端與二極管Dl的負(fù)極串接，電感線圈L2的另一端與二極管D2的正極串接，斬波開(kāi)關(guān)元件組件的輸出端與二極管Dl的正極和二極管D2的負(fù)極連結(jié)點(diǎn)相接，斬波開(kāi)關(guān)元件組件(3)的輸入端和電容另一端分別與市電電源線相接，負(fù)載(2)的兩端與電容C兩端并接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述自然續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)，其特征是，所述電感線圈LI、L2為空心線圈或磁芯線圈或鐵芯線圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電氣線路短路保護(hù)報(bào)警保持電路，其特征是，所述斬波開(kāi)關(guān)元件組件的輸入端和電容另一端分別與單相電路的相線和中性線相接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述自然續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)，其特征是，所述交流斬波主電路(I)包括斬波開(kāi)關(guān)元件組件(3)、電感線圈L1-1、L1-2、L2-1、L2-2、L3、二極管D1、D2以及電容(1、02、03、04，二極管01的正極與二極管D2的負(fù)極相連接，二極管Dl的負(fù)極與電感線圈L1-UL1-2串聯(lián)連接，二極管D2的正極與電感線圈L2-l、L2-2串聯(lián)連接，兩電感線圈Ll-2、L2-2的一端相連構(gòu)成連結(jié)點(diǎn)與電容C3 —端相接，電感線圈L3的一端與電容C3另一端相連，另一端與電容C4 一端相連，電感線圈L1_1、L1_2之間的連結(jié)點(diǎn)與電容Cl 一端相連，電感線圈Ll-2、L2-2之間的連結(jié)點(diǎn)與電容C2 —端相連，斬波開(kāi)關(guān)元件組件(3)的輸出端與二極管Dl的正極和二極管D2的負(fù)極連結(jié)點(diǎn)相接，斬波開(kāi)關(guān)元件組件(3)的輸入端和電容C1、C2、C3、C4各自的另一端分別與市電電源線相接，負(fù)載(2)的兩端與電容C4兩端并接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述自然續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)，其特征是，所述交流斬波主電路(I)應(yīng)用于三相電路上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述自然續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)，其特征是，斬波開(kāi)關(guān)元件組件(3)為一個(gè)IGBT晶體管和一個(gè)整流橋構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述自然續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)，其特征是，斬波開(kāi)關(guān)元件組件(3)為兩個(gè)IGBT晶體管構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及自然續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)，其特征是，包括與單相電路或三相電路連接的交流斬波主電路和感性負(fù)載，交流斬波主電路包括斬波開(kāi)關(guān)元件組件、電感線圈L1、L2、二極管D1、D2以及電容C，電感線圈L1、L2和二極管D1、D2的連接形成了一順時(shí)針?lè)较虻沫h(huán)流回路，這環(huán)流回路實(shí)現(xiàn)了在斬波開(kāi)關(guān)元件關(guān)斷時(shí)兩電感線圈中斬波電流的自然續(xù)流。
文檔編號(hào)H02M5/275GK202513831SQ20122008965
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月12日
發(fā)明者韓亞蘭 申請(qǐng)人:韓亞蘭