CN104104235B - 单相和三相对称斩波高变补偿交流稳压器 - Google Patents
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Abstract
本发明的单相和三相对称斩波高变补偿交流稳压器，单相：由1个高频补偿变压器(B)、2个电容(C、C1)、1个电感(L)、4个双向晶闸管(S1～S4)、2个单向晶闸管(V3、V4)、2个二极管(D1、D2)和2个三极管及其控制电路组成，三相：由3个单相星形连接组成。电路特征是：补偿变压器是高频变压器，双向晶闸管倒相，龚氏对称斩波电路斩波调压。它使用成本低、可靠性好的家用电产品中的电力电子元器件制造，具有体积小、重量轻、成本低、可靠性好、功率因数高、谐波少、连续无级、无触点、精度高、节能、节材等优点，因此，它是现有触点炭刷调节的家用单相补偿式交流稳压器和中等功率三相补偿式交流稳压器的更新换代产品，有很好的经济效益和社会效益。
Description
[一]技术领域 本设计涉及倒相斩控式交流调压器，尤其是涉及双向晶闸管倒相、高频变压器补偿斩控电压、对称斩波电路组成的单相和三相交流稳压器。
[二]背景技术 目前社会大量生产和使用着炭刷调压的家用单相交流稳压和其它场所使用的三相补偿式交流稳压器，由于使用接触式自耦变压器，不但需要经常维护，而且制造自耦调压器工艺复杂，耗銅材和钢材较多，隨着銅材和銅材的价格的不断上涨，生产利润越来越低，提高销售价又很难销售，因此，希望有新一代交流稳压器替代这类老式产品，特别产量和销售量巨大的家用10KVA以下的家用交流稳压器。电磁炉、空调等家用电力电子产品进入千家户的今天，家电中使用的电力电子元器件，由于产量大，不但价格低而且质量有保证，例如：电磁炉等家电中应用的一只带阻尼二极管的25安1200伏正品IGBT管子只要12元，一只25安600伏正品双向晶闸管只要7-8元。因此，家用交流稳压器的生产厂出路在于：少使用价格上扬的銅材和钢材，多使用质量有保障的兼价的家用电力电子元器件，设计出成本与现有炭刷调压交流稳压器相当，或者更低的家用无触点补偿式交流稳压器。
[三]发明内容 本发明的目的是不用耗銅材和钢材多的工频补偿变压器，使用家电中己广泛使用的兼价电力电子元器件，设计出新一代家用无触点电子交流稳压器电路，用于新一代家用补偿式交流稳器产品的生产。本发明采用四个双向晶闸管电子开关完成倒相，使用同一发明人已发明龚氏对称斩控交流调压电路调压和使用高频变压变换高频斩波补偿电压，达到少用銅材和銅材，多用家电中广泛使用的低价质量有保证的电力电子元器件，来达到本发明设计的目的。
本发明的单相和三相对称斩波高变补偿交流稳压器有单相和三相两类，单相：由高频补偿变压器(B)、进线滤波电容(C1)、高频滤波电感(L)、高频滤波电容(C)、4个双向晶闸管(S1～S4)、2个带阻尼二极管(D1、D2)的三极管(V1、V2)组成的1个主控双向全控电子开关(S5)、2个单向晶闸管(V3、V4)反并联组成1个续流双向开关(S6)及其控制电路组成，三相：由3个单相星形连接组成，其特征在于：补偿变压器是高频变压器，双向晶闸管倒相，龚氏对称斩波调压电路调压，单相交流稳压器结构：第1交流输入端(2)与进线滤波电容(C1)一端、高频滤波电感(L)一端、双向晶闸管(S1)阳极端、双向晶闸管(S3)阳极端连接，第2交流输入端(1)与第2交流稳压输出端、进线滤波电容(C1)另一端、双向晶管(S2)阳极端、双向晶间管(S4)阳极端、高频滤波电容(C)一端连接，双向晶间管(S1)阴极端(4)与双向晶闸管(S2)的阴极端、三极管(V1)集电极端连接，双向晶闸管(S3)阴极端(5)与双向晶闸管(S4)阴极端、三极管(V2)集电极端连接，三极管(V1)发射极端(6)与单向晶闸管(V3)阳极端、单向晶闸管(V4)阴极端、高频变压器初级绕组(W1)一端连接，三极管发射极端(7)与单向晶闸管(V3)阴极端、单向晶闸管(V4)阳极端、高频变压器初级绕组(W1)另一端连接，第1交流稳压输出端(3)与高频变压器次级绕组(W2)一端、高频滤波电容(C)另一端连接，高频变压器次级绕组(W2)另一端(8)与高频滤波电感(L)另一端连接，三相交流稳压器结构：由上述3个单相交流稳压器星形连接。
本发明的单相交流稳压电源有1个交流输入端(2)、1个交流稳压输出端(3)和1个交流输入和交流稳压输出的公共端(1)、控制2个主控三极管(V1、V2)斩控信号通断比，就达到输出电压稳定的单相交流稳压器。
本发明的三相交流稳压器是由3个相同的单相交流稳压器星形连接，有1个交流输入和交流稳压输出公共零端(N)，3个三相交流输入端(A1、B1、C1)和3个三相交流稳压输出端(A2、B2、C2)，能同时输出三相380V交流稳定电压和三个有公共零线(N)的单相220V交流交流稳定电压，用调节3个主控双向全控电子开关(S5A、S5B、S5C)中的6个带阻尼二极管的三极管控制信号的通断比调节补偿电压大小，达到输出交流电压稳定的三相交流稳压器。
[四]附图说明 附图1是本发明的单相对称斩波高变补偿交流稳压器主电路。附图2是本发明的三相对称斩波高变补偿交流稳压器主电路。
[五]具体实施方式 由附图1可知：由4个双向晶闸管(S1～S4)完成输入斩波交流调压电路电压的倒相，由2个带有阻尼二极管(D1、D2)的三极管(V1、V2)和2个单向晶闸管(V3、V4)组成龚氏对称斩波调压电路，其斩波高频输出电压直接供给高频补偿变压器(B)初级绕组(W1)，其次级绕但(W2)感应的高频斩波电压与输入交流电压通过高频滤波电感(L)串联，通过高波电感(L)和高频电客(C)的滤波和2个三极管(V1、V2)控制极斩波信号通断比的反馈控制，就能在交流稳压输出2端(1、3)输出稳定的电压，主电路工作原理如下：
(a)在输入2端(1、2)电压高于输出2端(1，3)电压时，给2个双向晶闸管(S1、S4)正、负半周都加触发信号，不给2个双向晶闸管(S2、S3))触发信号。
当交流输入(2)端为正、(1)端为负时，给单向晶闸管(V4)整个正半周加触发信号，不给单向晶闸管(V3)触发信号，正半周交流电流通过双向晶闸管(S1)、三极管(V1)、高频变压器(B)初级绕组(W1)、二极管(D2)、双向晶闸管(S4)回路的斩波和单向晶闸管(V3)续流，在高频补偿变器次级绕组(W2)就感应出与交流输入端(2)正半周相反的斩波电压。
当交流输入(2)端为负、(1)端为正时，给单向晶闸管(V3)整个正半周加触发信号，不给单向晶闸管(V4)触发信号，正半周交流电流通过双向晶闸管(S4)、三极管(V2)、高频变压器(B)初级绕组(W1)、二极管(D1)、双向晶闸管(S1)回路的斩波和单向晶闸管(V4)续流，在高频补偿变器次级绕组(W2)就感应出与交流输入端(2)正半周相反的斩波电压。。因此，当交流输入端2端(1、2)输入交流电压时，只要通过调节2个三极管(V1、V2)控制极上的控制信号通断比，就能调节交流输出2端(1、3)补偿电压值，通过输出电压负反馈控制2个三极管(V1、V2)控制极信号就能达到输入电压高于输出电压的稳压。
(b).(a)在输入2端(1、2)电压低于输出2端(1，3)电压时，给2个双向晶闸管(S2、S3)正、负半周都加触发信号，不给2个双向晶闸管(S1、S4))触发信号。
当交流输入(2)端为正、(1)端为负时，给单向晶闸管(V4)整个正半周加触发信号，不给单向晶闸管(V3)触发信号，正半周交流电流通过双向晶闸管电子开关(S3)、三极管(V2)、高频补偿变压器(B)初级绕组(W1)、二极管(D1)回路斩波和续流双向晶间管(V4)续流、在高频补偿变器(B)次级绕组(W2)就感应出与交流输入端(2)正半周相同的斩波电压。
当交流输入端(2)为负、(1)端为正时，给单向晶闸管V3整个正半周加触发信号，不给单向晶闸管V4触发信号，负半周交流电流通过双向晶间管S2、三极管V1、高频变压器B初级绕组W1、双向晶闸管电子开关S3的斩波和单向晶闸管V3续流，在高频补偿变器(B)次级绕组W2就感应出与交流输入端(2)负半周相同的斩波电压。因此，当交流输入端2端(1、2)输入交流电压时，只要通过调节2个三极管(V1、V2)控制极上的控制信号通断比，就能调节交流输出2端(1、3)补偿电压值，通过输出电压负反馈控制2个三极管(V3、V4)控制极信号就能达到输入电压低于输出电压的稳压。
由附图2可知：本发明的三相对称斩波高变补偿交流稳压器是由附图1所示的3个单相对称斩波高变补偿交流稳压器主电路星形连接而成的主电路，它有1个交流输入和交流稳压输出公共零端(N)，3个三相交流输入端(A1、B1、C1)和3个三相交流稳压输出端(A2、B2、C2)，能同时输出三相380V交流稳定电压和有公共零线(N)的三个单相220V交流交流稳定电压，用调节3个主控双向全控电子开关(S5A、S5B、S5C)中的6个三极管的控制信号通断比就能调节补偿电压大小，达到输出电压稳定的三相交流稳压器。
本发明由于交流稳压电器电路设计首创，可采用家电中成本低，而质量有保障的双向晶闸管、单向晶闸管和带二极管的三极管元器件，因此，具有成本低、功率因数高、谐波少、连续无级、无触点、精度高等优点，是现有家用炭刷调节的交流稳压器更新换代产品，由于市场需求量大，因此，具有较好的经济效益和社会效益。
Claims (3)
1.单相或三相对称斩波高变补偿交流稳压器，单相：由高频补偿变压器B、进线滤波电容C1、高频滤波电感L、高频滤波电容C、4个双向晶闸管S1～S4、2个带阻尼二极管D1和D2的三极管V1和V2组成的1个主控双向全控电子开关S5、2个单向晶闸管V3和V4反并联组成1个续流双向开关S6及其控制电路组成，三相：由3个单相星形连接组成，其特征在于：补偿变压器是高频变压器，双向晶闸管倒相，对称斩波调压电路调压，单相交流稳压器结构：第1交流输入端(2)与进线滤波电容C1一端、高频滤波电感L一端、双向晶闸管S1阳极端、双向晶闸管S3阳极端连接，第2交流输入端(1)与第2交流稳压输出端、进线滤波电容C1另一端、双向晶管S2阳极端、双向晶闸管S4阳极端、高频滤波电容C一端连接，双向晶闸管S1阴极端(4)与双向晶闸管S2的阴极端、三极管V1集电极端连接，双向晶闸管S3阴极端(5)与双向晶闸管S4阴极端、三极管V2集电极端连接，三极管V1发射极端(6)与单向晶闸管V3阳极端、单向晶闸管V4阴极端、高频变压器初级绕组W1一端连接，三极管V2发射极端(7)与单向晶闸管V3阴极端、单向晶闸管V4阳极端、高频变压器初级绕组W1另一端连接，第1交流稳压输出端(3)与高频变压器次级绕组W2一端、高频滤波电容C另一端连接，高频变压器次级绕组W2另一端(8)与高频滤波电感L另一端连接，三相交流稳压器结构：由上述3个单相交流稳压器星形连接。
2.根据权利要求1所述的单相或三相对称斩波高变补偿交流稳压器，其特征在于：单相交流稳压电源有1个交流输入端(2)、1个交流稳压输出端(3)和1个交流输入和交流稳压输出的公共端(1)、控制2个主控三极管V1和V2的斩控信号通断比，就达到输出电压稳定的单相交流稳压器。
3.根据权利要求1所述的单相或三相对称斩波高变补偿交流稳压器，其特征在于：三相交流稳压器是由3个相同的单相交流稳压器星形连接，有1个交流输入和交流稳压输出端连接的公共零端，3个三相交流输入端A1、B1、C1和3个三相交流稳压输出端A2、B2、C2，能输出三相380V交流稳定电压和三个相位差120度的单相220V交流稳定电压，用调节3个主控双向全控电子开关S5A、S5B、S5C中的6个带阻尼二极管的三极管控制信号的通断比调节补偿电压大小，达到输出交流电压稳定的三相交流稳压器。
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