CN109861257B - 一种交流调压器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种交流调压器，与市电输入共中性线[NEUTRAL]N。主电路包括输出电路和充放电电路，控制输出电路的脉冲宽度，就可控制输出电路的输出电压，输出电路的输出电压上限值接近Voutmax＝Vin+【Vc÷1.4】，下限值接近Voutmin＝Vin‑【Vc÷1.4】，式中，Vin为市电输入电压，Vc为储能电容的电压。输出电路为交流进‑交流出，之间无直流级，全部负载电流都是输出电路直接从市电输入吸收后转给负载的，因此可以控制负载电流相位，完成输入功率因数校正。在保护市电不受污染的前提下，充放电电路完成储能电容与市电输入的电荷交换，保持储能电容电压在设定值。
Description
技术领域
本发明涉及交流电源技术领域，具体地说，是一种交流调压器。
背景技术
目前流行的交流调压器有两种，一种是采用自耦变压器分压式的，包括有触点的和无触点的，这是即将被‘硅进铜出’规律所淘汰的产品。第二种是高频开关式的，虽然符合‘硅进铜出’规律，但都是交流-直流-交流，中间的直流级，不仅增加成本，还切断了交流调压器的输出与市电输入的直通电流通道，使输出级无法控制来自市电的输入电流，所以必须额外增加功率因数校正电路。
发明内容
1、输出电路3的输出电压上限值接近Voutmax＝Vin+【Vc÷1.4】，下限值接近Voutmin＝Vin-【Vc÷1.4】，式中，Vin为市电输入H的电压，Vc为储能电容C1、C2的电压。
2、全部负载电流都是输出电路3直接从市电输入吸收后转给负载的，因此可以控制负载电流相位，用以提高输入功率因数。
3、充放电电路2在保护市电不受污染的前提下，使储能电容C1、C2电压保持在设定值。
本发明采用如下技术方案解决上述技术问题：
1、储能电容C1、C2的直流电压Vc叠加在市电输入正弦波电压Vin上，保证输出电路3的输出电压上限值接近Voutmax＝Vin+【Vc÷1.4】，下限值接近Voutmin＝Vin-【Vc÷1.4】，增大电压Vc，就可以加宽调压器输出的调压范围。
2、市电输入的火线H电流，直接经输出电路3传给负载的火线H’，之间无直流级，因此可以控制负载电流相位，用以提高输入功率因数。
3、在保护市电不受污染的前提下，充放电电路2完成储能电容C1、C2与市电输入的电荷交换，使储能电容C1、C2电压保持在设定值。
以下结合附图加以说明。
附图说明
图1为一种交流调压器的原理框图；
图2为一种交流调压器的另一种实施例的原理框图；
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为充放电电路，3为输出电路，4为控制电路。H、N分别为市电输入的火线、中性线，H1、N1分别为经过输入滤波电路1滤波的市电输入的火线、中性线，H′为负载电压火线，T1、T2为电流互感器。
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。
图1为一种交流调压器的原理框图：
图中，1为输入滤波电路、2为充放电电路，3为输出电路、4为控制电路。
输出电路3是负载电流与市电输入电流之间的唯一通道，控制负载电流相位，就控制了输入电流相位，使其逼近市电输入电压相位，就保证了输入功率因数大于0.9。
调压原理是：储能电容C1、C2电压Vc叠加在市电输入正弦波电压Vin上，经输出电路3的MOS管Q1、Q2的PWM脉宽调制、经滤波电感Lo和负载电压滤波电容Co滤波，就得到了所希望的输出电压。输出电压上限值接近Voutmax＝Vin+【Vc÷1.4】，下限值接近Voutmin＝Vin-【Vc÷1.4】，增大电压Vc，就可以加宽调压器输出的调压范围。
充放电电路2完成储能电容C1、C2与市电输入的电荷交换：若MOS管Q3、Q4先导通，市电输入为高频电感L1蓄能，而后MOS管Q3、Q4截止，高频电感L1的续流，经MOS管Q5、Q6或MOS管Q7、Q8，为储能电容C2或C1充电，若开关顺序反之，则高频电感L1的续流，经MOS管Q3、Q4，将储能电容C2或C1的电荷返还给市电。控制电路4，根据电流互感器T1、T2测得的电流，来控制充放电电路2的上述开关顺序及脉冲宽度，确保市电不受电流污染。
图2为一种交流调压器的另一种实施例的原理框图：
与图1不同之处是：【1】高频电感L1的续流，经单向可控硅Q7、Q5，为储能电客C1、C2充电；【2】MOS管Q6、Q8各串接一只二极管，串接二极管的方向与MOS管Q6、Q8体内二极管方向相反，以防止体内二极管导通；【3】MOS管Q3与四只二极管组成的整流桥相连，完成图1中MOS管Q3、Q4的功能。运行过程与上述图1相似。
Claims (3)
1.一种交流调压器，其特征在于：
是由输入滤波电路1、充放电电路2、输出电路3和控制电路4组成，充放电电路2是由储能电容C1、C2、高频电感L1和MOS管Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8组成，
其中Q3与Q4反向串接，Q5与Q6反向串接，Q7与Q8反向串接，输出电路3是由MOS管Q1、Q2、滤波电感Lo组成，储能电容C1的正极与MOS管Q8的漏极d8的节点V+接输出电路3的MOS管Q1的漏极d1，储能电容C2的负极与MOS管Q5的漏极d5的节点V-接输出电路3的MOS管Q2的源极s2，储能电容C1的负极与储能电容C2的正极的节点C接经过输入滤波电路1滤波的市电输入火线H1、接高频电感L1的一端，高频电感L1的另一端接MOS管Q3的漏极d3、接MOS管Q6的漏极d6、接MOS管Q7的漏极d7，输出电路3的MOS管Q1的源极s1接MOS管Q2的漏极d2、接滤波电感Lo的一端，滤波电感Lo的另一端接负载电压的火线H’、接负载电压滤波电容Co的一端，负载电压滤波电容Co的另一端接经过输入滤波电路1滤波的市电输入中性线N1、接MOS管Q4的漏极d4；
控制输出电路3的PWM脉冲宽度，就控制了输出电路3的输出电压值，输出电压值的上限接近Voutmax＝Vin+【Vc÷1.4】，下限接近Voutmin＝Vin-【Vc÷1.4】，式中，Vin为市电输入H的电压，Vc为储能电容C1、C2的电压；
所述控制电路4分别连接经输入滤波电路1滤波的市电输入的火线H1、市电输入的中性线N1、负载电压的火线H’、输出电路3的MOS管Q1的源极s1和Q2的漏极d2的节点、储能电容C1的正极与MOS管Q1的漏极d1的节点V+、储能电容C2的负极与MOS管Q2的源极s2的节点V-、电流互感器T1和T2、MOS管Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8的源极和栅极以及MOS管Q1、Q2的栅极。
2.根据权利要求1所述的一种交流调压器，其特征还在于：控制电路4，控制充放电电路2的MOS管Q3、Q4与Q5、Q6或与Q7、Q8的开关顺序及脉冲宽度，在保护市电不受污染的前提下，完成储能电容C1、C2与市电输入的电荷交换，使储能电容C1、C2电压保持在设定值。
3.根据权利要求1所述的一种交流调压器，其特征还在于：充放电电路2的MOS管Q5与Q6、Q7与Q8可改为并联方式，MOS管Q6和Q8需串接一只二极管，串接的二极管与MOS管Q6或Q8的串接方向保证串接二极管与该MOS管的体内二极管方向相反。
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