專利名稱：電力補(bǔ)償調(diào)整裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高功率因數(shù)補(bǔ)償調(diào)整的電力裝置，尤其是對交流用電設(shè)備或照明設(shè)備的功率因數(shù)進(jìn)行調(diào)整電源整流的電子裝置。
背景技術(shù)：
在公用電網(wǎng)和企業(yè)電網(wǎng)中都存在有用電耗和無用電耗，典型消耗無用電能的負(fù)載有異步電動機(jī)、變壓器及照明光源等電氣設(shè)備，由于這些電氣設(shè)備感性負(fù)載，功率因數(shù)低，容易造成電壓下降、電流增大，導(dǎo)致電能浪費(fèi)。因此通過測量電氣線路中各部分電壓，計算其功率因數(shù)，進(jìn)行自動補(bǔ)償顯得十分必要。使用交流電源的各種電子設(shè)備中，輸入的交流電源經(jīng)二極管整流電容器濾波后輸出直流再供給負(fù)載電路，其通常電路方式為半波整流濾波，橋式整流濾波及倍壓整流濾波。通常的二極管整流，電容器濾波電路具有電路結(jié)構(gòu)簡單、成本低、效率高等特點(diǎn)。但這種方式的電路只有當(dāng)輸入交流電源的電壓幅值超過直流輸出端濾波電容上的電壓時，整流二極管才能導(dǎo)通，并向?yàn)V波電容及負(fù)載供電。所以在輸入電流每個交流周期內(nèi)，只有較短的時間內(nèi)流通電流，電流波形呈不連續(xù)的脈沖尖峰。電源電流中諧波分量多，可達(dá)基波分量的1.1-1. 4倍，線路功率因數(shù)低為O. 5-0. 6。大量使用常規(guī)形式的整流濾波電路，會影響電子設(shè)備及供電網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種電力補(bǔ)償調(diào)整裝置，它能有效改善調(diào)整常規(guī)整流電路的感性特性，克服其功率因數(shù)低電流諧波分量大的缺點(diǎn)，使電源電路中的諧波分量小于基波分量。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型電力補(bǔ)償調(diào)整裝置，它包括一個電感器，一個電容器；二個開關(guān)器件以及二極管和濾波電容組合構(gòu)成，所述電感器串聯(lián)連接于電源輸入端，該電感器的電感量為50mH-300mH，開關(guān)二極管以同極性方向串聯(lián)連接，其串聯(lián)連接的負(fù)極連接直流輸出的正端，串聯(lián)連接的正極連接直流輸出的負(fù)端，電容器的兩端分別連接開關(guān)二極管串聯(lián)連接的中點(diǎn)和開關(guān)器件串聯(lián)連接的中點(diǎn)，電源輸入的兩端在串聯(lián)接入電感器以后的兩端線中，一端連接到開關(guān)二極管串聯(lián)連接的中點(diǎn)，另一端在橋式整流波電路中連接整流二極管串聯(lián)連接的中點(diǎn)，在倍壓整流濾波電路中連接濾波電容器串聯(lián)連接的中點(diǎn)。本實(shí)用新型的電力補(bǔ)償調(diào)整裝置，用于電子設(shè)備的電源整流濾波電路中，電源接通后，當(dāng)兩個開關(guān)器件尚未啟動處于關(guān)閉狀態(tài)時，整流電路工作于常規(guī)的橋式整流濾波電路狀態(tài)。當(dāng)兩個開關(guān)器件啟動工作于較高頻率的交替開關(guān)工作狀態(tài)后，電感器、電容器及開關(guān)器件配合工作在開關(guān)電源的狀態(tài)下，這時輸入電源對電路的電流輸送其包跡波形是連續(xù)的。同時，這電流的包跡波形也隨輸入交流電壓在幅值和位相上同步變化，波形近似于輸入交流電源的正弦波形。電子設(shè)備使用本實(shí)用新型的電力補(bǔ)償調(diào)整裝置后，可提高輸入電源的線路功率因數(shù)，減少電流諧波分量，提高電網(wǎng)及電子設(shè)備的運(yùn)行可靠性。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型電力補(bǔ)償調(diào)整裝置作進(jìn)一步詳細(xì)說明。[0008]

圖1是本實(shí)用新型電力補(bǔ)償調(diào)整裝置的線路示意圖。
具體實(shí)施方式
在圖1所示的電力補(bǔ)償調(diào)整裝置中，虛線框內(nèi)部分是常規(guī)橋式整流濾波電路，全部電路構(gòu)成本實(shí)用新型的電力補(bǔ)償調(diào)整裝置。電路中，電感器6應(yīng)串聯(lián)連接于電源輸入兩端的任何一端或分成兩部分分別串聯(lián)入兩端回路之中，其電感量根據(jù)電路功率及開關(guān)器件的工作頻率選取，其范圍以50mH-300mH為佳。電容器7的一端連接于二極管2、3的交接點(diǎn)，另一端連接開關(guān)器件8、9的交接點(diǎn)上。該電容應(yīng)選擇無極性低損耗的電容器，電容量根據(jù)電路功率及開關(guān)器件的工作頻率選取，其范圍以500pf-5l·! f為宜。開關(guān)器件8、9串聯(lián)后連接于直流輸出的正負(fù)兩端之間，其串聯(lián)連接的中點(diǎn)連接電容器7的一端，并工作于交替開關(guān)狀態(tài)下。其開關(guān)頻率及開關(guān)時間比根據(jù)電路特性需要受電路開關(guān)控制部分調(diào)整。開關(guān)器件8、9可選擇使用雙極型晶體管(BJT);雙極模式靜電感應(yīng)晶體管{BSIT):場效應(yīng)管(VDM0S};可控硅(SCR);及其它可控制的開關(guān)器件。二極管2、3選擇與之電路開關(guān)頻率耐壓及電流要求相適應(yīng)的二極管。其余元件按圖中的電路連接，其特性要求與常規(guī)的整流濾波電路相同。本實(shí)用新型的工作原理如下電路在交流電源I接通以后，交流電源I通過電感6二極管2、3、4、5組成的橋式整流電路向電容10充電，并向負(fù)載供電，當(dāng)開關(guān)控制電路啟動開關(guān)器件8、9交替開關(guān)工作后，電路進(jìn)入正常工作狀態(tài)。當(dāng)交流電源I的輸入端A處于正電位，B處于負(fù)電位的時間內(nèi)，則二極管5導(dǎo)通，二極管(3關(guān)閉；在開關(guān)器件9處于導(dǎo)通，開關(guān)器件8處于關(guān)閉狀態(tài)時，交流電源IA端通過電感器6電容器7開關(guān)器件9 二極管5交流電源I的B端流通電流，并將電磁能在電感器6中儲存。在此時間內(nèi)二極管2處于關(guān)閉。當(dāng)開關(guān)器件9由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變成關(guān)閉，開關(guān)器件8由關(guān)閉轉(zhuǎn)變成導(dǎo)通后，電流由電感6上的感應(yīng)電勢與電源電壓疊加后經(jīng)二極管2電容器7開關(guān)器件8向電容器10充電，同時流向負(fù)載電路，從而在直流輸出端及電容器10上形成高于電源電壓的直流電壓，直流電源輸出端11。當(dāng)交流電源IA端處于負(fù)電位，B端處于正電位的時間內(nèi)，二極管4導(dǎo)通，二極管2關(guān)閉。在開關(guān)器件8處于導(dǎo)通，開關(guān)器件9處于關(guān)閉時，交流電源IA端通過電感器6電容器7開關(guān)器件8 二極管4交流電源IB端流通電流，并將電磁能在電感器6中儲存。在開關(guān)器件8由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變成關(guān)閉，開關(guān)器件9由關(guān)閉轉(zhuǎn)變成導(dǎo)通后，電流由電感器6的感應(yīng)電勢與電源電壓疊加后經(jīng)二極管3電容器7開關(guān)器件9向電容10充電，并流向負(fù)載電路。如此周而復(fù)始，形成穩(wěn)定的連續(xù)工作過程。本實(shí)用新型的電路在交流供電每個周期的工作過程中，輸入交流電源連續(xù)通過開關(guān)器件及二極管向?yàn)V波電容及負(fù)載供電。輸入電流的包跡波隨著輸入電壓的變化在幅值和位相上同步變化。通過開關(guān)器件及二極管輸出的直流電壓是電感器的感應(yīng)電勢與電源電壓疊加后送向直流輸出端及濾波電容，所以輸出的直流電壓高于輸入的交流電源電壓。電路工作過程中，開關(guān)器件在控制電路的作用下，要求導(dǎo)通電阻小，關(guān)閉電阻大，開關(guān)轉(zhuǎn)換速度快，這樣電源經(jīng)電路傳遞的能量損耗小，電路具有高的效率。
權(quán)利要求1.一種電力補(bǔ)償調(diào)整裝置，它包括一個電感器，一個電容器；二個開關(guān)器件以及二極管和濾波電容組合構(gòu)成，其特征在于所述電感器(6)串聯(lián)連接于電源輸入端，該電感器(6)的電感量為50mH-300mH，開關(guān)二極管(2、3)以同極性方向串聯(lián)連接，其串聯(lián)連接的負(fù)極連接直流輸出的正端，串聯(lián)連接的正極連接直流輸出的負(fù)端，電容器(7)的兩端分別連接開關(guān)二極管(2、3)串聯(lián)連接的中點(diǎn)和開關(guān)器件(8、9)串聯(lián)連接的中點(diǎn)，電源輸入的兩端在串聯(lián)接入電感器(6)以后的兩端線中，一端連接到開關(guān)二極管(2、3)串聯(lián)連接的中點(diǎn)，另一端在橋式整流波電路中連接整流二極管(4、5)串聯(lián)連接的中點(diǎn)，在倍壓整流濾波電路中連接濾波電容器(10、11)串聯(lián)連接的中點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力補(bǔ)償調(diào)整裝置，其特征在于所述電感器(6)串聯(lián)于電源輸入端的任一端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力補(bǔ)償調(diào)整裝置，其特征在于所述電感器(6)串聯(lián)于電源輸入端的兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力補(bǔ)償調(diào)整裝置，其特征在于所述開關(guān)器件(8、9)為雙極型晶體管。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電力補(bǔ)償調(diào)整裝置，包括一個電感器，一個電容器；二個開關(guān)器件以及二極管和濾波電容，電感器串聯(lián)連接于電源輸入端，該電感器的電感量為50mH—300mH，開關(guān)二極管以同極性方向串聯(lián)連接，其串聯(lián)連接的負(fù)極連接直流輸出的正端，串聯(lián)連接的正極連接直流輸出的負(fù)端，電容器的兩端分別連接開關(guān)二極管串聯(lián)連接的中點(diǎn)和開關(guān)器件串聯(lián)連接的中點(diǎn)，電源輸入的兩端在串聯(lián)接入電感器以后的兩端線中，一端連接到開關(guān)二極管串聯(lián)連接的中點(diǎn)，另一端在橋式整流波電路中連接整流二極管串聯(lián)連接的中點(diǎn)，在倍壓整流濾波電路中連接濾波電容器串聯(lián)連接的中點(diǎn)。該裝置能有效改善調(diào)整常規(guī)整流電路的感性特性，電路傳遞的能量損耗小。
文檔編號H02M1/42GK202906732SQ201220605509
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者崔雪蓮 申請人:崔雪蓮