交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源的制作方法
【專利摘要】交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源，它由：濾波電容、濾波電感、補(bǔ)償變壓器、倒相變壓器、主控雙向電子開關(guān)、續(xù)流雙向電子開關(guān)及其控制電路組成，其特征在于：倒相變壓器有2個串聯(lián)繞組，其串聯(lián)端與補(bǔ)償變壓器初級繞組一端連接，調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓和補(bǔ)償電壓的極性轉(zhuǎn)換都由主控雙向電子開關(guān)中的全控器件控制信號通斷比完成。它與智能型無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓電源相比，用1個雙IGBT模塊替代6-7個雙單向晶閘管模塊，成本大幅度降低，而且實(shí)現(xiàn)真正意義上的連續(xù)無觸點(diǎn)調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓，它的性能和性價遠(yuǎn)高于智能型無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓電源，它將必然替代智能型無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓電源?，F(xiàn)有生產(chǎn)智能型無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓電源廠家很多，實(shí)施本發(fā)明有大經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
【專利說明】交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源
[0001][一 ]【技術(shù)領(lǐng)域】本發(fā)明涉及斬控式交流調(diào)壓電源，尤其是涉及到用交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源。
[0002][二]【背景技術(shù)】智能型無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器是為克服炭刷調(diào)壓穩(wěn)壓器存在有觸點(diǎn)和反應(yīng)速度慢等缺陷而推出的新產(chǎn)品，目前有很多單位在生產(chǎn)這類交流穩(wěn)壓器，這類交流穩(wěn)壓器，單相:用I個帶有7-9個引出頭的調(diào)壓變壓器和7-9塊晶閘管模塊零觸發(fā)調(diào)壓，輸出不連續(xù)的調(diào)節(jié)電壓供給補(bǔ)償變壓器的初級繞組電壓，其次級繞組串聯(lián)在穩(wěn)壓輸出電回路中獲得補(bǔ)償電壓達(dá)到輸出電壓的穩(wěn)定。三相:用3個單相星形連接輸出三相穩(wěn)壓電壓。這類交流穩(wěn)壓器其電路結(jié)構(gòu)決定它可以做到快速反應(yīng)和跳躍式的調(diào)壓，不可能做到連續(xù)無級調(diào)壓，達(dá)不到高穩(wěn)壓精度穩(wěn)壓指標(biāo)。同一發(fā)明人發(fā)明了多種用雙向電子開關(guān)倒相的交流斬波電路調(diào)節(jié)的無觸點(diǎn)連續(xù)無級調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓交流穩(wěn)壓電源，也存在著每一相都要增加2個或4個倒相雙向電子開關(guān)的缺陷，能否不用倒相雙向電子開關(guān)？不用倒相雙向電子開關(guān)實(shí)現(xiàn)連續(xù)無級調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓？同一發(fā)明人也發(fā)明了這種電路，但是必需將調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的模塊是串接在穩(wěn)壓電源的輸出電回路中，也存在不足之處。補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓電源只要求補(bǔ)償± 20 %的電壓，這種補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓電源所用的調(diào)壓模塊的電流容量就要比用雙向電子開關(guān)倒相的補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓電源中所用的調(diào)壓器件電流大5倍。能否使補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓電源的調(diào)壓器件不串接在交流穩(wěn)壓輸出電回路中，又不使用倒相開關(guān)解決雙向補(bǔ)償電壓的問題就成為交流穩(wěn)壓電源界的大難題。
[0003][三]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的第一個目的是不用雙向電子開關(guān)倒相，解決輸入交流電壓高于和低于交流穩(wěn)壓的補(bǔ)償電壓極性雙向變換問題，本發(fā)明的第二個目的是調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的器件直接不串在交流穩(wěn)壓電源的輸出回路中，解決的方法是用有2個繞組的自耦變壓器或升壓自藕變壓器倒相，通過本發(fā)明特有連接方法，實(shí)現(xiàn)交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓。
[0004]本發(fā)明的交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源，它由:濾波電容(C、Cl)、濾波電感(L)、補(bǔ)償變壓器(Tl)、倒相變壓器(T2)、主控雙向電子開關(guān)(SI)、續(xù)流雙向電子開關(guān)(S2)及其控制電路組成，倒相變壓器有2個串聯(lián)繞組(W1、W2)、主控雙向電子開關(guān)由2個二極管和2個三極管或由4個二極管和I個三極管組成，續(xù)流雙向子開關(guān)由2個單向晶閘管或2個二極管和2個三極管或4個二極管和I個三極管組成，其特征在于:倒相變壓器2個串聯(lián)繞組(W1、W2)2端(1、6)的交流電壓(U61)是斬波電路的輸入交流電壓，主控雙向電子開關(guān)(SI)和續(xù)流雙向電子開關(guān)(S2)斬波交流電壓(U41)經(jīng)濾波電感(L)和濾波電容(C)濾波后電壓(U51)的I個輸出端(5)與補(bǔ)償變壓器(Tl)初級繞組(Wl) —端連接，補(bǔ)償壓器(Tl)初級繞組(Wl)另一端(O)與倒相變壓器(T2)2個繞組(W1、W2)的串聯(lián)端連接。
[0005]本發(fā)明的單相交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源，補(bǔ)償變壓器(Tl)初級繞組(Wl) —端(O)與倒相變壓器(T2)2個繞組的串聯(lián)端連接，補(bǔ)償變壓器(Tl)初級繞組(Wl)另一端(5)與濾波電感(L) 一端、濾波電容(C) 一端連接，交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源有I個交流輸入端(2)、1個交流穩(wěn)壓輸出端(3)、1個交流輸入和交流穩(wěn)壓輸出的公共端(I)、控制主控雙向電子開關(guān)(SI)中的2個三極管(V1、V2)的通斷比，達(dá)到輸出電壓穩(wěn)定的單相交流穩(wěn)壓電源。倒相變壓器(T2)是繞組有中心抽頭的升壓自藕變壓器或自藕變壓器。主控雙向全控電子開關(guān)(SI)是由2個二極管和2個三極管組成的雙向全控電子開關(guān)或4個二極管和I個三極管組成的雙向電子開關(guān)。續(xù)流雙向半電子開關(guān)
(S2)是由2個單向晶閘管(V3、V4)或2個二極管和2個三極管或4個二極管和I個三極管組成。
[0006]本發(fā)明的三相交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源，它由:濾波電感、濾波電容、I個或3個補(bǔ)償變壓器(T1A、T1B、T1C)、1個或3個倒相變壓器(T2A、T2B、T2C)、3個主控雙向電子開關(guān)(S1A、SlB:S1C)、3個續(xù)流雙向電子開關(guān)(S2A、S2B、S2C)及其控制電路組成，其特征在于:三相交流穩(wěn)壓電源是由權(quán)利要求1所述的3個相同的單相交流穩(wěn)壓電源連接成星形，有I個交流輸入和交流穩(wěn)壓輸出公共零端(N)，3個三相交流輸入端(Al、B1、Cl)和3個三相交流穩(wěn)壓輸出端(A2、B2、C2)，能同時輸出三相380V交流穩(wěn)定電壓和三個有公共零線(N)的單相220V交流穩(wěn)定電壓，用調(diào)節(jié)3個主控雙向全控電子開關(guān)(S1A、S1B、SIC)中的三極管控制信號通斷比調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓大小，達(dá)到輸出電壓穩(wěn)定的交流穩(wěn)壓電源。
[0007][四]【專利附圖】

【附圖說明】附圖1是本發(fā)明的單相交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源主電路之一。附圖2是本發(fā)明的單相交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源主電路之二。附圖3是本發(fā)明的單相交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源主電路之三。附圖4是本發(fā)明的單相交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源主電路之四。附圖5是用3個附圖1本發(fā)明的單相交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源組成的三相交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源主電路。
[0008][五]【具體實(shí)施方式】附圖1?附圖4是發(fā)明人發(fā)明的4種交流斬波雙向調(diào)壓電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源，它們的工作原理相類同，前2種電路的交流斬波調(diào)壓電路中的續(xù)流雙向電子開關(guān)使用2個單向晶閘管是同一發(fā)明人的發(fā)明專利，后2種電路的交流斬波調(diào)壓電路是教科書上有的交流斬波電路，這4種交流斬波調(diào)壓電路，它們在本發(fā)明之前是用5、I兩端或4、I兩端為交流電壓的輸出2端，因此，輸出2端電壓只能調(diào)節(jié)大小而都不能改變輸出電壓的相位，發(fā)明人將交流斬波電路的電源由I個交流電壓改為由倒相變壓器(T2) 2個串聯(lián)繞組(W1、W2)上的交流電壓，並在2個繞組的串聯(lián)端(O)與斬波電壓經(jīng)過LC濾波后的I個濾波電感(L)和濾波電容(C)的連接端⑷輸出交流斬波電壓(U14)，就發(fā)明了既能調(diào)壓又能改變輸出電壓相位的交流斬波電路，附圖中的4種電路都是新發(fā)明的AC/AC變換基礎(chǔ)電路。由4個附圖可知:它們是由倒相變壓器(T2) 2個串聯(lián)繞組(Wl、W2)上的交流電壓(U61)，供給由主控雙向電子開關(guān)(SI)和續(xù)流雙向電子開關(guān)(S2)組成的交流電壓斬波調(diào)壓電路，斬波電路輸出2端(4、1)電壓U41經(jīng)高頻LC濾器濾波后，在2端(5、1)獲得與輸入交流電壓同頻率同相位的可調(diào)交流電壓U51。
[0009]當(dāng)電壓U51高于倒相變壓器(Tl)繞組W2上的電壓時，連接在2個交流輸出端(O、4)補(bǔ)償變壓器(Tl)初級繞組Wl上的交流電壓，4端為正O端為負(fù)。當(dāng)電壓U51等于倒相變壓器(T2)繞組W2上的電壓時，連接在2個交流輸出端(0、4)補(bǔ)償變壓器(Tl)初級繞組Wl上的交流電壓等于零。電壓U51低于倒相變壓器繞組W2上的電壓時，連接在2個交流輸出端(0、4)補(bǔ)償變壓器(Tl)初級繞組上的交流電壓反相，O端為正4端負(fù)。本發(fā)明不采用4、2端連接補(bǔ)償變壓器(Tl)初級繞組W1，而是采用0、4端連接補(bǔ)償變壓器(Tl)初級繞組W1，就實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的雙方向調(diào)節(jié)補(bǔ)償交流電壓的目的。
[0010]附圖1和附圖3采用的交流斬波主控雙向電子開關(guān)(SI)是用2個二極管和2個三極管組成，附圖2和附圖4是用4個二極管和I個三極管組成。附圖1和附圖2采用交流斬波續(xù)流雙向電子開關(guān)(S2)是用2個單向晶閘管組成，附圖3是用2個二極管和2個三極管組成，附圖2用4個二極管和I個三極管組成。
[0011]應(yīng)該特別指出:本發(fā)明中的倒相變壓器(T2)2個繞組Wl和W2的匝數(shù)相同時，獲得的雙向補(bǔ)償電壓范圍也相同，匝數(shù)不相同時，獲得的雙向補(bǔ)償電壓也不相同。倒相變壓器(Τ2)的上交流輸入端(2)可以連接在6端或O端或繞組W2抽頭上，它們的補(bǔ)償變壓器(Tl)初級和次級的變壓比就不相同，倒相變壓器不論如何變化都是本發(fā)明的專利保護(hù)范圍。
[0012]附圖1、附圖2、附圖3和附圖4的3個單相交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源主電路，都可以星形連接成I個三相交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源主電路。
[0013]附圖5是用附圖3所示的3個單相交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源主電路，星形連接成三相交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源主電路。
[0014]本發(fā)明的三相交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源，它有I個交流輸入和交流穩(wěn)壓輸出公共零端(N)，3個三相交流輸入端(Al、B1、Cl)和3個三相交流穩(wěn)壓輸出端(Α2、Β2、C2)，能同時輸出三相380V交流穩(wěn)定電壓和有公共零線(N)的三個單相220V交流交流穩(wěn)定電壓，用調(diào)節(jié)3個主控雙向全控電子開關(guān)(S1A、S1B、S1C)中的全控器件的斬控通斷比調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓大小，達(dá)到輸出電壓穩(wěn)定的三相交流穩(wěn)壓電源。三相交流穩(wěn)壓電源的變壓器(Tl、T2)可以是3個單相變壓器，也可以是I個初級繞組和次級繞組星形連接的三相變壓器。
[0015]本發(fā)明具有電路簡單可靠、成本低、功率因數(shù)高、諧波少、連續(xù)無級、無觸點(diǎn)、精度高等優(yōu)點(diǎn)，是智能無觸點(diǎn)交流穩(wěn)壓電源更新?lián)Q代產(chǎn)品，有較大經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
【權(quán)利要求】
1.交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源，它由:濾波電容(C、Cl)、濾波電感(L)、補(bǔ)償變壓器(Tl)、倒相變壓器(T2)、主控雙向電子開關(guān)(SI)、續(xù)流雙向電子開關(guān)(S2)及其控制電路組成，倒相變壓器有2個串聯(lián)繞組(W1、W2)、主控雙向電子開關(guān)由2個二極管和2個三極管或由4個二極管和I個三極管組成，續(xù)流雙向子開關(guān)由2個單向晶閘管或2個二極管和2個三極管或4個二極管和I個三極管組成，其特征在于:倒相變壓器2個串聯(lián)繞組(W1、W2)2端(1、6)的交流電壓(U61)是斬波電路的輸入交流電壓，主控雙向電子開關(guān)(SI)和續(xù)流雙向電子開關(guān)(S2)斬波交流電壓(U41)經(jīng)濾波電感(L)和濾波電容(C)濾波后電壓(U51)的I個輸出端(5)與補(bǔ)償變壓器(Tl)初級繞組(Wl) —端連接，補(bǔ)償壓器(Tl)初級繞組(Wl)另一端(O)與倒相變壓器(T2)2個繞組(W1、W2)的串聯(lián)端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源，其特征在于:補(bǔ)償變壓器(Tl)初級繞組(Wl) —端(O)與倒相變壓器(T2) 2個繞組的串聯(lián)端連接，補(bǔ)償變壓器(Tl)初級繞組(Wl)另一端(5)與濾波電感(L) 一端、濾波電容(C) 一端連接，交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源有I個交流輸入端(2)、1個交流穩(wěn)壓輸出端(3)、I個交流輸入和交流穩(wěn)壓輸出的公共端(I)、控制主控雙向電子開關(guān)(SI)中的2個三極管(V1、V2)的通斷比，達(dá)到輸出電壓穩(wěn)定的單相交流穩(wěn)壓電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源，其特征在于:倒相變壓器(T2)是I個繞組有中心抽頭的升壓自藕變壓器或自藕變壓器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源，，其特征在于:所述的主控雙向全控電子開關(guān)(SI)是由2個二極管和2個三極管組成的雙向全控電子開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源，其特征在于:所述的主控雙向全控電子開關(guān)(SI)是由4個二極管和I個三極管組成的雙向電子開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源，其特征在于:所述的續(xù)流雙向半電子開關(guān)(S2)是由2個單向晶閘管(V3、V4)反向并聯(lián)組成的雙向電子開關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源，其特征在于:所述的續(xù)流雙向半電子開關(guān)(S2)是由2個二極管和2個三極管組成的雙向電子開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源，其特征在于:所述的續(xù)流雙向半電子開關(guān)(S2)是由4個二極管和I個三極管組成的雙向電子開關(guān)。
9.一種有權(quán)利要求1特征的三相交流斬波雙向調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源，它由:濾波電感、濾波電容、I個或3個補(bǔ)償變壓器(T1A、T1B、T1C)、1個或3個倒相變壓器(T2A、T2B、T2C)、3個主控雙向電子開關(guān)(S1A、SIB、SlC)、3個續(xù)流雙向電子開關(guān)(S2A、S2B、S2C)及其控制電路組成，其特征在于:三相交流穩(wěn)壓電源是由權(quán)利要求1所述的3個相同的單相交流穩(wěn)壓電源連星形連接，有I個交流輸入和交流穩(wěn)壓輸出公共零端(N)，3個三相交流輸入端(A1、B1、C1)和3個三相交流穩(wěn)壓輸出端(A2、B2、C2)，能同時輸出三相380V交流穩(wěn)定電壓和三個有公共零線(N)的單相220V交流穩(wěn)定電壓，用調(diào)節(jié)3個主控雙向全控電子開關(guān)(S1A、SIB、SlC)中的三極管控制信號通斷比調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓大小，達(dá)到輸出電壓穩(wěn)定的三相交流穩(wěn)壓電源。
【文檔編號】H02M5/22GK104184337SQ201410450037
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月30日
【發(fā)明者】龔秋聲 申請人:龔秋聲