CN105226956A - 变压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变压器，包括：整流模块，配置为将第一交流电整流成直流电并输出；输出模块，与整流模块电连接，配置为将输出的直流电逆变为第二交流电并输出；控制模块，用于调整第二交流电的电压值，使趋近预定交流电压值；监测电路，包括负载监测电路，配置为监测第二交流电的电压值，并反馈给控制模块；控制模块配置为比对第二交流电的电压值和预定交流电压值，根据比对结果调整第二交流电的电压值，使趋近预定交流电压值。该变压器的监测电路对第二交流电的电压值进行监测，并反馈到控制模块以调节第二交流电的电压值，使其趋近预定交流电压值，从而使第二交流电的电压稳定，防止用电设备的损坏。

Description

变压器

技术领域

本发明涉及变压设备领域，尤其涉及一种变压器。

背景技术

在220V/240V电压的国家，会用到120V/100V的电器，为了使用这些电器，目前普遍的方法是使用工频变压器直接转换，而这些变压器往往体积大，重量重；无法稳压，输出电压随输入电压的变化而改变，电压变化过大会造成有些电器的工作故障；同时，这些变压器频率无法改变，对精密一起会造成影响；进一步，还不具备短路、过载保护，从而无法对电器进行保护。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明提供了一种变压器，包括：整流模块，配置为将输入的第一交流电整流成直流电，并输出所述直流电；输出模块，与所述整流模块电连接，被配置为将所述整流模块输出的直流电逆变为第二交流电，并输出所述第二交流电；控制模块，连接于所述整流模块和输出模块之间，用于调整所述第二交流电的电压值，使其趋近预定交流电压值；监测电路，包括负载监测电路，所述负载监测电路被配置为监测所述第二交流电的电压值，并将所述第二交流电的电压值反馈给所述控制模块；所述控制模块被配置为根据所述负载监测电路反馈的第二交流电的电压值，调整所述输出模块的电压输出值，使其趋近预定交流电压值。

本发明至少一个实施例中，监测电路对输出模块输出第二交流电的电压值进行监测，并反馈到控制模块以调节第二交流电的电压值，使其趋近预定交流电压值，从而使第二交流电的电压稳定，防止用电设备的损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的第一实施例的变压器的框图。

图2为本发明的第二个实施例的变压器的框图。

图3为本发明的第三个实施例的变压器的框图。

附图标记：1-整流模块；2-控制模块；3-输出模块；41-母线监测电路；42-负载监控电路；5-模数转换电路；6-显示模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明以下各实施例中，实施例的序号和/或先后顺序仅仅便于描述，不代表实施例的优劣。对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本发明的第一实施例提供一种变压器，参见图1，该变压器包括整流模块1、控制模块2和输出模块3，还包括监测电路，该检测电路中包括负载监测电路42。其中，整流模块1、控制模块2和输出模块3依次串联；也可以为，整流模块1与输出模块3电连接，控制模块2连接于二者之间。下面分别说明各部分：

整流模1，配置为将输入的第一交流电整流成直流电，并输出直流电；输出模块3，被配置为将整流模块1输出的直流电逆变为第二交流电，并输出第二交流电；控制模块2，用于调整第二交流电的电压值，使其趋近预定交流电压值；而监测电路中的负载监测电路42，用于监测整流模块1输出的第二交流电的电压值，并将第二交流电的电压值反馈给控制模块2，接收到该第二交流电的电压值后，控制模块2比对第二交流电的电压值和预定交流电压值，并根据比对结果调整第二交流电的电压值，使其趋近所述预定交流电压值。

应该理解，上述控制模块2连接于整流模块1和输出模块3之间是一种可选的实施方式，三者并非只能以上述的方式串联。例如，整流模块与输出模块串联，而控制模块不在二者之间串联，该控制模块可以单独连通输出模块，以控制第二交流电的电压值。即整流模块可以直接与输出模块连接，而不经过控制模块。可选的，上述控制模块2可以为单片机控制模块。

本实施例的上述结构简单，零部件精简，同时监测电路时时对整流器和输出模块3进行监测，并反馈到控制模块2以调节率输出模块3的电压输出，从而使输出电压稳定。

需要理解，整流模块1将输入的第一交流电整流得到直流电压，然后通过输出模块3将直流电压逆变成第二交流电，这里可以采用正弦脉宽调制法(SPWM)将直流电逆变为第二交流电。

下面具体的说明控制模块2如何调整第二交流电的电压值，控制模块2被配置为比对第二交流电的电压值与预定交流电压值的偏差值，根据该偏差值调整第二交流电的电压值方式为：

$U\left(t\right)=K_{p}e\left(t\right)+K_i{\∫}_0^{t}e\left(\mathrm{\τ}\right)d\left(\mathrm{\τ}\right)+K_d\frac{\mathrm{de}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}$

其中U(t)为对所述第二交流电的电压值的调整值；

e(t)为第二交流电的电压值与预定交流电压值的偏差值；

K_p为实数，其取值为5-8；K_i为实数，其取值为0.005-0.02；K_d为实数，其取值为0.005-0.02；

t为监测时间。

根据上述调整方式，使第二交流电的电压值趋近预定交流电压值，以保证输出电压的稳定。应该理解，该调解过程并非一步完成稳压调解，而是使第二交流电的电压值逐步趋近与预定交流电压值。

本发明的第二实施例可以参见图2，其与第一实施例不同之处在于监测电路还可以包括母线监测电路41，母线监测电路41被配置为监测整流模块1输出直流电的电压值，并将监测到的直流电的电压值发送给控制模块2。因此，上述的控制模块2还被配置为，根据母线监测电路41发送的直流电的电压值与预定直流电压值的范围值比较，当直流电的电压值不在预定直流电压值的范围值内时，停止输出模块第二交流电的输出。预定直流电的范围值优选的为160V-400V。应该理解，母线监测电路41是监测整流模块1输出的直流电的电压值，因为整流模块1是将第一交流电整流成直流电，当第一交流电的电压不稳时，会影响直流电的电压，当直流电的电压低于160V或高于400V时，就会对后续输出模块3将直流电逆变成第二交流电产生影响，使输出的第二交流电的电压值也受到影响，最终可能导致用电器的损坏，而在母线监测电路41与控制模块2的共同作用下，一旦直流电的电压不在范围内，就可以立即切断输出模块3的第二交流电输出。另外，该预定直流电的范围值满足各国家的电力供应要求。

在一种可选的实施方式中，变压器还可以具备过载保护，控制模块2还被配置为，在输出模块3输出的第二交流电过载时发出警报，并在过载的时间超过预定值时切断输出。同样的，还可以具备短路保护功能，控制模块2被配置为，在变压器内发生短路时，直接切断输出。

上述过载保护和短路保护，可以由监测电路监测完成，也可以当度使用如电压表等测量仪器来实现测量。在由检测电路完成过载保护时，主要由负载监测电路42完成。进一步，监测电路不仅会获取电压值还可以获取电流值，用于辅助判断是否发生短路或过载。

本发明的第三实施例，可以参见图3，其与第二实施例的不同之处在于变压器还包括模数转换电路5，连接监测电路和控制模块2，模数转换电路5被配置为将监测电路监测的第二交流电的电压值和直流电的电压值转化为数字信号后，再发送至控制模块2。可以理解，模数转换电路5的功能就是将第二交流电的电压值和直流电的电压值转化为数字信号，其目的就是方便处理模块直接对该数字信号进行处理。当然，该电路还可以分别与母线监测电路41、负载监测电路结合，直接获取数字信号，或者该模数转换电路5直接集成于控制模块2，无论哪种方式，能够实现数字信号的转换传输，这些方式都可用于本发明。

在一种可选的实施方式中，继续参见图3，变压器还包括显示模块6，显示模块连接于控制模块2，用于数据显示，数据包括：预定交流电压值、第二交流电的电压值、直流电的电压。当然，也可以额包括上述监测电路获取的电流值，这些仅是显示模块6可选显示内容，并不用于限制本发明。另外，例如在变压器发生过载或短路时，该显示模块6还可以用来显示警报信息。应该理解，显示模块6所显示的内容是由控制模块2发送内容信息控制的。

最后应说明的是：虽然以上已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (9)

1.一种变压器，其特征在于，包括：

整流模块，配置为将输入的第一交流电整流成直流电，并输出所述直流电；

输出模块，与所述整流模块电连接，被配置为将所述整流模块输出的直流电逆变为第二交流电，并输出所述第二交流电；

控制模块，连接于所述整流模块和输出模块之间，用于调整所述第二交流电的电压值，使其趋近预定交流电压值；

监测电路，包括负载监测电路，所述负载监测电路被配置为监测所述第二交流电的电压值，并将所述第二交流电的电压值反馈给所述控制模块；

所述控制模块被配置为比对第二交流电的电压值和预定交流电压值，并根据比对结果调整所述第二交流电的电压值，使其趋近所述预定交流电压值。

2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，

所述控制模块被配置为比对所述第二交流电的电压值与预定交流电压值的偏差值，根据所述偏差值调整所述第二交流电的电压值方式为：

$U\left(t\right)=K_{p}e\left(t\right)+K_i{\∫}_0^{t}e\left(\mathrm{\τ}\right)d\left(\mathrm{\τ}\right)+K_d\frac{\mathrm{de}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}$

其中U(t)为对所述第二交流电的电压值的调整值；

e(t)为第二交流电的电压值与预定交流电压值的偏差值；

K_p为实数，其取值为5-8；K_i为实数，其取值为0.005-0.02；K_d为实数，其取值为0.005-0.02；

t为监测时间。

3.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，

所述监测电路还包括母线监测电路，所述母线监测电路被配置为监测所述整流模块输出直流电的电压值，并将监测到的直流电的电压值发送给所述控制模块。

4.根据权利要求3所述的变压器，其特征在于，

所述控制模块还被配置为，根据所述母线监测电路发送的直流电的电压值与预定直流电压值的范围值比较，当所述直流电的电压值不在所述预定直流电压值的范围值内时，停止所述输出模块第二交流电的输出。

5.根据权利要求4所述的变压器，其特征在于，

所述预定直流电的范围值为160V-400V。

6.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，

所述控制模块还被配置为，在所述输出模块输出的第二交流电过载时发出警报，并在输出电压过载的时间超过预定值时切断输出。

7.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，

所述控制模块还被配置为，在所述变压器内发生短路时，直接切断输出。

8.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，

还包括显示模块，所述显示模块连接于所述控制模块，用于数据显示，所述数据包括：预定交流电压值、第二交流电的电压值、直流电的电压。

9.根据权利要求1-8任一项所述的变压器，其特征在于，

所述变压器还包括模数转换电路，连接所述监测电路和所述控制模块，所述模数转换电路被配置为将所述监测电路监测的第二交流电的电压值和直流电的电压值转化为数字信号后，再发送至所述控制模块。