CN1036109A - 交流电压调节器的主电路 - Google Patents

Abstract

一种在变压器各抽头上串接双向可控硅的交流 电压调节器的主电路，其特点是，在每个双向可控硅 和变压器抽头之间串接上由电阻器或电感线圈所构 成的限流元件，使得当两只可控硅共态导通时，其短 路电流被限制在一定的数值以内，以而使双向可控硅 免遭损坏。

本发明可应用于各种依靠切换变压器抽头上的 双向可控硅的办法实现交流调压的调节器或稳压器， 并使得这些调节器或稳压器中的控制电路得以简化 并改善其可靠性和负载特性。

Description

本发明公开了一种交流电压调节器的主电路。它属于通过选通变压器抽头上的双向可控硅来实现对交流电压的调节的主电路。

通过选通变压器抽头上的双向可控硅，可实现对交流电压的调节，通过对输入或输出电压的取样检测，运用数控技术，自动选通变压器抽头上的双向可控硅，可使上述的电压调节器演变成一种交流稳压器

根据双向可控硅的特性，一只双向可控硅触发导通以后，即使触发信号消失，它仍将维持导通，直至阳极电流过零。这样，在切换变压器抽头时完全可能发生先导通的可控硅尚未关断，而切换过程中后触触发的可控硅已经导通，即两只可控硅“共态导通”的现象。此时，两只双向可控硅对应抽头之间的变压器绕组被短路，强大的短路电流将造成双向可控硅的损坏和整个装置的失效。因此，如何克服这种共态导通对双向可控硅的破坏作用，就成了这一技术领域内的一个关键。

为了解决共态导通烧毁双向可控硅这一技术关键，现有技术往往采用“过零触发”的方式，力图从控制电路的设计上。消除共态导通现象，从而达到保护双向可控硅的目的。但是，在各种杂散脉冲的干扰下，在负载性质和负载量频繁变动的条件下，无论是零压触发，还是零流触发，都不可能完全消除共态导通。还有人设计出一种对电流和电压进行多点采样，等到先导通的可控硅电流和电压都过零之后再触发另一只可控硅的电路，这种电路对消除共态导通有一定的效果。但是，当接上容性负载或感性负载时，这两个过零点之间的时间间隔内可控硅是关断的，输出电流出现了中断，因而也是不可取的。尽管上述的几种方法有的并不解决问题，有的还产生了不可忽略的缺陷，但是在控制电路上都要花费昂贵的代价，有的厂家以高昂价格推出却是并不成熟的产品就是这个原因。

本发明的特点就在于，它并不试图消除共态导通现象，而是要通过一定的技术措施，使得当共态导通发生时，双向可控硅能得到保护。其主要措施是，在每个双向可控硅与变压器对应抽头之间串接一只限流元件。在一般情况下它们在主电路中只产生相对于电源电压来说很小的电压降，而在共态导通时，它们却可以将短路电流限制在双向可控硅的额定电流值以内。

下面，结合附图来详细阐明本发明的两种实施方案。

附图1是本发明的一个实施例，其特征是：采用电阻器作限流元件。其中，T为一自耦变压器，SCR₁，SCR₂，SCR₃等三只双向可控硅分别接在变压器的三个抽头上。如若选通SCR₁，变压器为降压，如若选通SCR₃，变压器为升压，选通SCR₂，刚V_sc＝V 。根据电压调节的幅度和精度的要求，可以设置相应数量的抽头和双向可控硅，为了简化，这里仅设置三档。R₁、R₂、R₃为限流电阻。这里，假设输出功率为500VA，V_sc＝220V，则流过限流电阻R上的电流大约为2.3A，限流电阻取1Ω，其压降为2.3V，相当于V 的1%，可以忽略不计，电阻的功率消耗P＝IR＝5.29W对于500VA的负载功率而言仅比1%多一点也可以忽略不计。假设变压器各相邻抽头之间的电压为14V，并假设本电压调节器在从SCR₂到SCR₁的切换过程中发生共态导通，对应绕组上的电压加在R₁、SCR₁，SCR₂，R₂所形成的闭合回路上其电流 (V - 2V_{S C R})/(R₁+ R₂) ，式中V＝14V，V_SCR1为双向可控硅的管压降，一般为1.5V。因此I＝5.5A，考虑到负载电流为2.3A，只要可控硅的额定电流大于8A就可以可靠地工作而无需耽心共态导通造成损坏了。本实施例适合于制造功率在1KVA以下的设备。

附图2是本发明的另一个实施例。L₁、L₂、L₃为同绕在一个铁蕊虼湃镏系娜坏绺邢呷Γ湓咽嗟然蛳嘟⒁灾鹞环聪嗟姆绞酱釉谒蚩煽毓韬妥择畋溲蛊鞲鞒橥分洹Ｒ话闱榭鱿拢幌呷χ薪鲆恢坏纪ǎ糇爸玫氖涑龉β饰?000VA则输出电流I＝ (1000VA)/(220V) ≈4.6A，为保证L上的满载压降不超过1%即2.2V.L的电感量可取1.5mH。如若SCR₁和SCR₂共态导通，变压器绕组上的14V交流电压加在由L₁、SCR₁，SCR₂，L₂所形成的闭合回路上，并产生共态导通电流，此时L₁和L₂对于这个共态导通电流是同相串联的，其总电感L₁₂＝4L＝6mH。在工频50HZ下的电抗X_L1+2＝1.9Ω。因此，回路中的共态寻通电流I＝ (14-2×1.5)/1.9 ≈6A，再加上负载电流，其最大值不超过11A只要选用12A以上的双向可控硅，则同样无需耽心共态导通造成损坏了。本实施例适宜于制造1000VA的设备。适当选择控制电路可完全排除上述两种实施例中的可控硅跳过SCR₂从SCR₃直接向SSCR₁切换的可能。

本发明是在每个双向可控硅与变压器对应抽头之间串接一只限流元件而达到双向可控硅在共态导通发生时免遭损坏的目的的，它可简化双向可控硅的控制电路，使其成本大大降低。

Claims (5)

1、一种交流电压调节器的主电路，通过选通变压器抽头上的双向可控硅的办法，实现对交流电压的调节，其特征在于：在每个双向可控硅与变压器对应抽头之间串接一只限流元件。

2、根据权利要求1所述的交流电压调节器的主电路，其特征在于，限流元件可采用小阻值电阻器。

3、根据权利要求1所述的交流电压调节器的主电路，其特征在于：限流元件还可采用多个电感线圈。

4、根据权利要求3所述的交流电压调节器的主电路，其特征在于：多个电感线圈同绕在一个铁蕊柱上。

5、根据权利要求4所述的交流电压调节器的主电路，其特征在于：各线圈以逐位反相的方式串接在各个双向可控硅和对应的变压器抽头之间。

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