CN103956909A - 一种单相和三相交流斩控调压补偿式交流稳压电源 - Google Patents

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本发明属于单相和三相交流斩控调压补偿式交流稳压电源，它由带中心抽头初级绕组的高频变压器、主控双向全控电子开关和续流双向半控电子开关及其控制触发电路组成，调节主控双向全控电子开关中的全控器件斩控通断比，达到输出交流电压稳压的。与同一发明人发明的斩控交流调压的补偿式交流稳压电源相比成本低、可靠性高。与传统逆变器补偿式交流稳压电源相比具有电路简单、成本低，与传统交流稳压器相比具有无触点、反应迅速、电子元器件数量少、成本低，可靠性好。它可替代现有单、三相补偿式全自动交流稳压电源和全自动补偿式电力稳压电源，智能型无触点交流电力稳压电源，有广泛市场开发前景。

Description

一种单相和三相交流斩控调压补偿式交流稳压电源
一、技术领域  本发明属于电源技术领域，涉及补偿式单相和三相交流稳压源。 
二、背景技术  目前应用极广的单、三相补偿式全自动交流稳压电源(SVC系列)和单、三相全自动补偿式电力稳压电源(BW／DBW-SG系列)都存在着炭刷易损坏，调整时间长等缺点。而目前生产的智能型无触点交流电力稳压电源(ZBW／ZDBW等)，虽然无触点、反应速度快，但存在着变压器需要很多引出头，要使用很多半控双向电子开关转换调节输出电压，并且严格的说，它的输出电压是不连续的。同一发明人发明的用斩控式交流调压电路及其应用，发明专利中的交流稳压电源(专利号：200710137582.8)，要在输出稳压输出回路有2个与输出电流一样大的双向转换半控电子开关，使交流稳压器制造成本加大，可靠性下降。为克服上述交流稳压器所存在的缺奌，本发明提出一种新的交流斩控调压电路的补偿式斩控调压交流稳压电源。 
三.发明内容  本发明不用背景技术中的单、三相补偿式全自动交流稳压电源的移动炭刷的调压方法，也不用背景技术中单、三相全自动补偿式交流稳压电源中多个半控双向电子开关自动换接自耦变压器多个抽头的调节方法，而是用1个电流较小的主控双向全控电子开关，替代同一发明人在发明专利文献，输出回路中2个大电流双向半控电子转换开关，从而使成本降低，可靠性增高。 
本发明的交流斩控调压补偿式交流稳压电源有单相和三相两类。单相交流斩控调压补偿式交流稳压电源，由输入、输出电感电容滤波器、初级带中心抽头的高频变压器、2个主控双全控斩控电子开关、1个续流双向半控续流电子开关及其控制触发电路组成。三相交流斩控调压补偿式交流稳压电源，由3个相同的单相交流斩控调压补偿式交流稳压电源，按星形方式连接而成三相交流稳压器。它们都是采用调节主控双向电子开关中的全控器件通断比来实现调压稳压的目的。 
本发明的单相和三相补偿式斩控调压交流稳压电源，单相和三相交流斩控调压补偿式交流稳压电源，它由1个或3个初级带中心抽头的高频变压器(B)、电感电容滤波电路、2个或6个主控双向全控电子开关(S1、S2或S1A、S2A、S1B、S2B、S1C、S2C)和1个或3个续流双向半控电子开关(S3或S3A、S3B、S3C)及其控制触发电路组成，其特征在于：单相稳压电源输入火线端(1)与滤波电感(L1)一端连接，滤波电感(L1)另一端(3)与2个全控双向电子开关(S1、S2)一端、滤波电容(C1)一端、高频变压器(B)次 级绕组一端五点连接，高频变压器初级绕组一端(4)与双向全控电子开关(S1)另一端、双向半控电子开并(S2)一端三点连接，高频变压器(B)初级绕组另一端(5)与双向全控电子开关(S2)另一端、双向半控电子开关(S3)另一端三点连接，高频变压器(B)初级绕组中心抽头(2)与电源输入、输出零线端、滤波电容(C1)另一端、滤波电容(C2)一端连接四点连授，稳压器输出火线端(7)与滤波电感(L2)一端、滤波电容(C2)另一端三点连接，高频变压器(B)次级绕组另一端(6)与滤波电感(L2)另一端二点连接，补偿电压是通过调节4个全控器件(V1～V4)或2个全控器件通断比例来达到稳压输出的目的，三相稳压电源由3个相同的单相稳压电源星形连接。 
本发明的单相交流斩控调压补偿式交流稳压电源，有一个电源火线输入端(1)，输入、输出端公共零线端(2)，一个稳压输出火线端(7)，调节2个双向全控电子开关(S1、S2)中的4全控器件(V1～V4)的斩控通断比调节补偿电压大小，达到输出电压的稳定。 
本发明的三相交流斩控调压补偿式交流稳压电源，有1个输入、输出公共零线端(N)，3个三相输入端(A1、B1、C1)和3个三相稳压输出端(A2、B2、C2)，能同时输出三相380V稳压交流电压和三个有公共零线端的220V稳压交流电压，用调节6个主控双向全控电子开关(S1A、S2A、S1B、S2B、S1C、S2C)中的全控器件的斩控通断比调节补偿电压大小，达到三相输出电压的稳定。 
应特别指出：本发明中所使用的主控双向全控电子开关，除附图所出由2个整流二极管和2个全控器件组成之外，还可用公知的，由4个整流二极管和1个全控器件组成的双向全控电子开关，它也属于本发明专利申请的保护范围之内。 
四、附图说明附图1本发明的单相交流斩控调压补偿式交流稳压电源主电路原理图，非稳定交流电压由(1)和(2)端输入，稳定单相电压由(7)和(2)输出。附图2是本发明的三相交流斩控调压补偿式交流稳压电源主电路原理图，非稳定三相交流电源从三相四线4个端(A1、B1、C1、N)输入，稳定三相电压虫三相四线4个端(A2、B2、C2、N)输出。三相交流稳压电源可以输出稳定的三相380V交流电压，也可以输出有公其零线(N)的3个稳定的220V单相交流电压。 
五、具体实施方法附图1单相交流斩控调压补偿式斩交流稳压电源，在输入电压U12低于所要求的稳压输出U72电压时，输入电压经滤波电感L1、主控双向全控电子开关S2斩控和续流双向半控电子开关S3续流，在高频变压器次级绕组两端(3、6)产生输 入正弦波的斩波电压，由于高频变压器次级输出电压与输入电压同名端(3)相连接，因此，次级绕组6端对2端的电压U62是输入交流电压上，叠加一个相位差为零的交流斩控调制电压，此电压经滤波电感L2和滤波电容C2滤波后，在输出两端就获得一个高于电源输入两端U12的正弦波电压，调节主控双向全控电子开关S2中两个全控器件V3和V4的控制信号的通断比就能调节补偿电压的大小，实现输入电压升压稳定输出。在输入电压U12低于所要求的稳压输出U72电压时，输入电压经滤波电感L1、另1个主控双向全控电子开关S1斩控和同1个续侃双向半控电子开关S3续流，在高频变压器次级绕组两端(3、6)产生输入正弦波的斩波电压，由于高频变压器次级输出电压与输入电压异名端相连接，因此，次级绕组6端对2端的电压U62是输入交流电压上叠加一个相位差为180度的交流斩控调制电压，此电压经滤波电感L2和滤波电容C2滤波在输出两端(7、2)就获得一个低于输入两端U12的电压U72，调节主控双向全控电子开关S1中两个全控器件V1和V2的控制信号的通断比就能调节补偿电压的大小，实现输入电压降压稳定输出。需特别指出：升压稳压时，主控双向全控电子开关S2上全控器件V3的续流管是V5，而V4的续流管是V6。降压稳压时，主控双向全控电子开关S1上全控器件V1的续流管是V6，而V2的续流管是V5。因此，在稳压电源在转换2个主控双向电子开关全控器件的控制信号的同时，必需转换2个续流管V5和V6的半个周期内的触发信号。 
附图2三相交流斩控调压补偿式斩交流稳压电源原理图，是由3个附图1相同的单调交流斩控调压补偿式交流稳压电源连接成星形组成，其工作原理与上述单相交流稳压器相同。非稳定三相交流电源从三相四线4个端(A1、B1、C1、N)输入，稳定三相电压由三相四线4个端(A2、B2、C2、N)输出。三相交流稳压电源可以输出稳定的三相380V交流稳定电压，也可以输出有公其零线端(N)的3个稳定的单相220V电压。 
本发明与当前先将市电整流、功率因数校正、半桥或全桥逆变的补偿式交流稳压器相比，具有电路简单成本低的优点，与用炭刷调节的补偿式交流稳压器相比，由于无炭刷和调节电机，因此，可靠性好，反应迅速，与智能型无触点交流电力稳压器相比，显然可以节省很多双向交流电子开关和自耦变压器抽头，並且交流电压的调整是连续无级的，与同一发明人发明的斩控式交流调压交流稳压电源相比，成本低、没有双向半控电子开关串联在稳压输出电流回路上，即使有数倍额定电流的冲击也不会损坏，可靠性好。本发明很多场合可替代上述三类交流稳电源，具有较大的经济效益和社会效益。 

Claims (5)

1.一种单相和三相交流斩控调压补偿式交流稳压电源，它由1个或3个初级带中心抽头的高频变压器(B)、感容滤波电路、2个或6个主控双向全控电子开关(S1、S2或S1A、S2A、S1B、S2B、S1C、S2C)和1个或3个续流双向半控电子开关(S3或S3A、S3B、S3C)及其控制触发电路组成，其特征在于：单相稳压电源输入火线端(1)与滤波电感(L1)一端连接，滤波电感(L1)另一端(3)与2个全控双向电子开关(S1、S2)一端、滤波电容(C1)一端、高频变压器(B)次级绕组一端五点连接，高频变压器初级绕组一端(4)与双向全控电子开关(S1)另一端、双向半控电子开关(S3)一端三点连接，高频变压器(B)初级绕组另一端(5)与主控双向全控电子开关(S2)另一端、双向半控电子开关(S3)另一端三点连接，高频变压器(B)初级绕组中心抽头(2)与电源输入、输出零线端、滤波电容(C1)另一端、滤波电容(C2)一端连接四点连授，稳压电源输出火线端(7)与滤波电感(L2)一端、滤波电容(C2)另一端三点连接，高频变压器(B)次级绕组另一端(6)与滤波电感(L2)另一端二点连接，补偿电压是通过调节4个全控器件(V1～V4)或2个全控器件通断比例来达到稳压输出的目的，三相稳压电源由3个单相稳压电源星形连接。 
2.根据权利要求1所述的单相交流斩控调压源补偿式交流稳压电源，其特征在于：有一个电源火线输入端(1)，输入、输出端公共零线端(2)，一个稳压输出火线端(7)，调节2个双向全控电子开关(S1、S2)中的4全控器件(V1～V4)的斩控通断比调节补偿电压大小，达到输出电压稳定的稳压电源。 
3.根据权利要求1所述的单相交流斩控调压补偿式交流稳电源，其特征在于：有一个电源火线输入端(1)，输入、输出端公共零线端(2)，一个稳压输出火线端(7)，调节2个双向全控电子开关(S1、S2)中的2全控器件的斩控通断比调节补偿电压大小，达到输出电压稳定的稳压电源。 
4.根据权利要求3所述的单相交流斩控调压补偿式交流稳压电源，其特征在：所述的2个双向全控电子开关(S1、S2)是由4个整流管和1个全控器件组成的双向全控电子开关。 
5.根据权利要求1所述的三相交流斩控调压补偿式交流稳压电源，其特征在于：由上述所述的3单相交流斩控调压补偿式交流稳压电源连接成星形，有1个输入、输出公共端(N)，3个三相输入端(A1、B1、C1)和3个三相稳压输出端(A2、B2、C2)，能同时输出三相380V交流稳定电压和三个有公共端(N)的单相220V交流交流稳定电源，用调节6个双向全控电子开关(S1A、S2A、S1B、S2B、S1C、S2C)中的全控器件的斩控通断比调节补偿电压大小，达到输出电压稳定的三相交流斩控调压交流稳压电源。 
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