CN109391138A - 一种补偿型稳压电源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种补偿型稳压电源，属于高频单变换系列电源，负载电压等于补偿电路3的输出电压与市电输入电压的代数和，负载电流等于补偿电路3的输出电流，控制补偿电路3的输出电流相位，就可以控制本补偿型稳压电源的输入功率因数。补偿电路3的输入、输出电压都很低，因而可以选用低压、大电流MOS开关器件，这既减少能耗，又方便容量扩充。与对比文件‘一种补偿型电源’【201510051636.3】本质区别在于，改变了输入端的自耦变压器2的结构及其对外接线，且增加了可选开关5，保证在市电电压有较大幅值变化时，续流电流也不会过大，从而可以省去对比文件用于续流的两只高频开关管及其繁琐的控制电路。
Description
技术领域
本发明涉及电源技术领域，具体地说是一种补偿型稳压电源，它具有三端口结构，其交流输入与交流输出共中性线[NEUTRAL]N。
背景技术
‘一种补偿型电源’，专利号为：201510051636.3，较好地解决了节能、环保、低成本问题，但是，它专门为输出滤波电感的续流，设置了两只高频开关管，这给时序控制带来许多麻烦，为此，需要设法删去。
发明内容
本发明公开了一种补偿型稳压电源，负载电压等于补偿电路3的输出电压与市电输入电压的代数和，负载电流等于补偿电路3的输出电流，控制补偿电路3的输出电流相位，就可以控制本补偿型稳压电源的输入功率因数。与对比文件‘一种补偿型电源’，专利号为：201510051636.3本质区别在于，改变了输入端的自耦变压器2的结构及其对外接线方式，由三个绕组，改为四个绕组，且增加了可选开关5，保证在市电电压较大幅值变化的环境中，续流电流也不会过大，从而可以省去对比文件的两只高频开关管及其繁琐的控制时序电路。
补偿电路3的输入电压、输出电压都很低，因而可以选用低压、低能耗的开关器件，而且只有一级高频变换，这些也都是低成本、节能的重要因素.
本发明采用如下技术方案解决上述技术问题：
输入本发明采用三端口结构，一种补偿型稳压电源的市电输入与输出共中性线[NEUTRAL]N，正弦波电压与输出正弦波电压同频率。与对比文件‘一种补偿型电源’，专利号为：201510051636.3本质区别在于，改变了输入端的自耦变压器2的结构及其对外接线方式，由三个绕组，改为四个绕组，且增加了可选开关5，保证在市电电压较大幅值变化的环境中，续流电流也不会过大，从而可以省去对比文件的两只高频开关管及其繁琐的控制时序电路。
以下结合附图加以说明。
附图说明
图1为本发明一种补偿型稳压电源框图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1为输入滤波电路，2为自耦变压器，3为补偿电路，4为控制电路，5为可选开关. 自耦变压器2的四个绕组分别为W1、W2、W3、W4，绕组W1与绕组W2的节点抽头 W12、绕组W2与绕组W3的节点抽头W23，绕组W3与绕组W4的节点抽头W34，W1 的对外引出头W11，W4的对外引出头W44，3-1为整流储能电路，3-2为变换输出电路，H、N分别为市电输入的火线、中性线，H′为本补偿型稳压电源的输出线.T1、T2分别为输入端、输出端的电流测试头，Dr1、Dr2为变换输出级3-2 的驱动电路，Q1、Q2为控制变换输出级3-2的高频开关管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本发明一种补偿型稳压电源框图：
它包括输入滤波电路1、自耦变压器2、补偿电路3、控制电路4、可选开关5。当运行在市电电压较高环境中时，可选开关5将经过输入滤波电路1滤波的市电火线H1接到自耦变压器2的W1的对外引出头W11，经W1降压后，通过节点 W12，加到补偿电路3的整流储能电路3-1的储能电容C1、C2的节点C；
当运行在市电电压较低环境中时，可选开关5将经过输入滤波电路1滤波的市电火线H1接到自耦变压器2的W2与W3的节点W23，经W2升压后，通过节点 W12，加到补偿电路3的整流储能电路3-1的储能电容C1、C2的节点C；
初加电，补偿电路3的整流储能电路3-1的储能电容C1、C2被充电.在正半周，自耦变压器2的绕组W1与W2的节点W12上的电压与储能电容C1上的直流电压叠加后，加到变换输出电路3-2的高频开关管Q1的漏极d1，当高频开关管Q1导通时，便从市电吸取电流，经滤波电感Lo加给负载，此时，储能电容C1放电，当高频开关管Q1截止时，滤波电感Lo的续流电流便经过高频开关管Q2的体内并联二极管，为储能电容C2充电，因此可以大大减少整流二极管的整流电流。在正半周，当高频开关管Q2导通时，可以将负载端过多的能量经储能电容C2回馈给电网，此时，储能电容C2放电，当高频开关管Q2截止时，滤波电感Lo的续流又给储能电容C1充电，负半周与此类同。所有的负载电流，都流经变换输出级3-2，控制负载电流的相位，就可以完成输入功率因数校正，无需单独设置功率因数校正电路。
本一种补偿型稳压电源，通过‘补偿’方式，完成输出稳压。比如，额定输出电压值为220V，市电电压为200V，则补偿电路3需输出20V，即负载功率的十一分之一，是由补偿电路3提供，其余十一分之十，是由输入市电直接提供，可见效率之高。
补偿电路3的输入、输出电压都很低，因而可以选用低压、大电流开关器件，而且只有一级高频变换，这些也都是低成本、节能的重要因素。
Claims (6)
1.一种补偿型稳压电源，其特征在于：
一种补偿型稳压电源，包括输入滤波电路1、自耦变压器2、补偿电路3、控制电路4、可选开关5，自耦变压器2有四个绕组，分别为W1、W2、W3、W4，绕组W1的对外引出头为W11，接经过输入滤波电路1滤波的市电火线【HOT】H1，绕组W4的对外引出头为W44，接经过输入滤波电路1滤波的市电的中性线[NEUTRAL]N1线，绕组W1、W2的节点抽头为W12，绕组W2、W3的节点抽头为W23，绕组W3、W4的节点抽头为W34，根据使用环境，W3可以取0匝；补偿电路3包括由整流二极管D1、D2及储能电容C1、C2组成的整流储能电路3-1和由驱动电路Dr1、Dr2、高频开关管Q1、Q2及输出滤波电感Lo、滤波电容Co′组成的变换输出电路3-2；整流二极管D1的正极与整流二极管D2的负极节点D，接自耦变压器2的绕组W3与绕组W4的节点抽头W34，储能电容C1的负极与储能电容C2的正极节点C接自耦变压器绕组W1与绕组W2的节点抽头W12，储能电容C1的正极与整流二极管D1的负极节点V+接高频开关管Q1漏极d1，储能电容C2的负极与整流二极管D2的正极节点V-接高频开关管Q2源极s2，高频开关管Q1源极s1与高频开关管Q2的漏极d2节点，接输出滤波电感Lo的输入端，输出滤波电感Lo的输出端与滤波电容Co′的一端的节点接本补偿型稳压电源的火线输出端H′，滤波电容Co′的另一端接可选开关5的H1头，经可选开关5，将W1的对外引出头W11或绕组W2、W3的节点抽头W23，接经过输入滤波电路1滤波的市电火线【HOT】H1，当省去可选开关5时，经输入滤波电路1滤波的市电火线【HOT】H1接W1的对外引出头W11或省去W1绕组，将经输入滤波电路1滤波的市电火线【HOT】H1接绕组W2、W3的节点抽头W23；一种补偿型稳压电源交流输入与交流输出共中性线[NEUTRAL]N线，滤波电容Co跨接于本补偿型稳压电源的火线输出端H′与中性线[NEUTRAL]N之间。
2.根据权利要求1所述的一种补偿型稳压电源，其特征还在于：
高频开关管Q1、Q2为MOSFET，当改用IGBT等其他高频开关器件时，器件的各极名称做相应改变。
3.根据权利要求1所述的一种补偿型稳压电源，其特征还在于：
控制电路4的输入分别来自经输入滤波电路1滤波的市电火线【HOT】H1、经输入滤波电路1滤波的市电中性线[NEUTRAL]N1、自耦变压器2的绕组W1与绕组W2的节点抽头W12、自耦变压器2的绕组W3与绕组W4的节点抽头W34、本补偿型稳压电源的火线输出端H’、输出滤波电感Lo的输入端、储能电容C1的正极与整流二极管D1的负极节点V+、储能电容C2的负极与整流二极管D2的正极节点V-、本一种补偿型稳压电源的输入端、输出端电流测试头T1、T2，控制电路4的输出分别经变换输出级3-2的驱动电路Dr1、Dr2、控制变换输出级3-2的高频开关管Q1、Q2的开关状态。
4.根据权利要求1所述的一种补偿型稳压电源，其特征还在于：
为消除补偿电路3的高频开关脉冲对自耦变压器2的高频干扰，在整流储能电路3-1的储能电容C1的负极和储能电容C2的正极节点C，与经输入滤波电路1滤波的市电火线【HOT】H1之间，加接高频滤波电容Cw，或者将自耦变压器2的绕组W1、绕组W2分别并联一只高频滤波电容。
5.根据权利要求1所述的一种补偿型稳压电源，其特征还在于：
一种补偿型稳压电源的输出电压等于补偿电路3的输出电压，即输出滤波电容Co’上的电压与经输入滤波电路1滤波的市电火线【HOT】H1电压的代数和，补偿电路3是负载电流的总开关，控制输出电流相位，就可以控制本补偿型稳压电源的输入功率因数。
6.根据权利要求1所述的一种补偿型稳压电源，其特征还在于。
一种补偿型稳压电源，适用于单相交流电系统，也适用于三相交流电系统。
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110391661A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-10-29 | 太原理工大学 | 微电网与配电网间串联补偿变压器直流偏磁抑制方法 |
| CN110597338A (zh) * | 2019-10-08 | 2019-12-20 | 董振隆 | 另一种最简补偿型稳压电源 |
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2017
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Cited By (3)
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| CN110391661A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-10-29 | 太原理工大学 | 微电网与配电网间串联补偿变压器直流偏磁抑制方法 |
| CN110391661B (zh) * | 2019-06-18 | 2023-04-21 | 太原理工大学 | 微电网与配电网间串联补偿变压器直流偏磁抑制方法 |
| CN110597338A (zh) * | 2019-10-08 | 2019-12-20 | 董振隆 | 另一种最简补偿型稳压电源 |
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| PB01 | Publication | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190226 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |