CN1205734C - 功率转换装置 - Google Patents

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Abstract

由半导体转换开关构成的电压幅度调节器作为功率转换装置,即所谓的斩波器,用于将输入AC电压转换为相对于输入的AC电压同相且幅度不同的AC电压,其通过AC滤波器连接到变压器的初级线圈。此外,通过所提供的功率表可以显示节省的电能。

Description

功率转换装置
技术领域:
本发明涉及一种能够调整电源系统的电压的功率转换装置,前述电源系统用于控制与该电源系统相连的负载的电压,并从而实现节能的效果。
背景技术:
在现有的功率转换装置,例如在单相电源中,使用了一种方法,在这种方法中自耦变压器带有多个分压抽头。
关于这点,作为第一种现有技术的节能装置的电路结构示于图11中。在图11的电路中,在单相AC输入端1A及1B输入的AC电压通过转接分压抽头40来调整,并且从单相AC输出端5C及5D输出。
如上所示,由于对负载的电压控制通过分压抽头转接来执行,电压控制只可以在预先提供的分压抽头数目的电压电平中执行,因此当需要精细的控制时,分压抽头的数目就不得不增加。
图12示出了第二种现有技术的节能装置实例,该装置可以用分压抽头转接控制来解决这些问题。
在图12所示的电路中,在单相AC输入端1A与1B之间输入的AC电压通过由半导体转换开关所构成的电压幅度调节器21转换为同相且幅度不同的电压,接着通过AC滤波器25去除波纹,并且从单相AC输出端5C及5D输出。
如上所示,AC电压通过半导体转换开关的关/闭操作来控制。因此AC电压可以始终被保持在预置电压。
由于在第一种现有技术中,电压控制通过分压抽头转换来执行,因此存在着下面的问题。
(1)由于输出电压的控制能力由分压抽头的数目所确定,为了改进控制的精度,就要增加分压抽头的数目,这样就导致了装置的加大和费用的增加。
(2)当分压抽头由机械接点构成时,需要考虑由于接点的磨损产生的使用寿命问题,并且需要适当的维护。因此,瞬时中断或类似情况可能会发生在分压抽头转接期间。
(3)即使用可控硅替代分压抽头,还仍然存在着颤动等问题。
此外,由于在第二种现有技术中,可以通过半导体转换开关来执行连续电压控制,用分压抽头转接的方法进行电压控制带来的问题可得到解决,然而仍有一个问题,即
(4)需要转换装置有对应于负载功率的容量,与第一种现有技术方法相比,降低了效率,因此不能得到所需要的节能效果。
因此,本发明的一个目的在于提供一种节能装置,该装置利用半导体转换开关使连续调整电压,将变压器的容量减少到负载容量的几十分之一,并且提高了基于电源容量的效率,从而得到明显的节能效果成为可能。
发明内容:
根据本发明的一个方面,这里提供一种功率转换装置,用于调整从电源系统输入的功率并将其输出到负载,其特征在于,包括:功率输入端,连接到一个单相电源系统;功率输出端,连接到一个负载;功率转换装置,由半导体转换开关构成,用于将从所述功率输入端输入的一个输入AC电压调整为相对于所述输入AC电压同相且不同幅度的电压,并且输出所调整的电压;一个滤波器,用于平滑从所述功率转换装置输出的所述调整电压;和一个变压器,具有一个初级线圈和一个次级线圈,所述的初级线圈输入由所述滤波器平滑的所述调整电压,所述的次级线圈与所述的初级线圈彼此绝缘;其中:所述的变压器的所述次级线圈串联在所述电源系统的所述功率输入端与功率输出端之间;所述的功率转换装置的输入端与所述电源系统的所述功率输入端相并联;所述的功率转换装置的输出端通过所述滤波器连接到所述变压器的所述初级线圈;所述的变压器的次级线圈的所述连接在极性方面被对准,从而通过加入从所述变压器次级线圈输出的、所述功率转换装置的输出电压,使所述的输入AC电压降低,并将所述的降低的电压提供到所述的输出端。
根据本发明的另一方面,这里提供一种功率转换装置,用于调整从电源系统输入的功率并将其输出到负载,其特征在于,包括:功率输入端,连接到一个单相三线电源系统;功率输出端,连接到一个负载;功率转换装置,由半导体转换开关构成,用于将从所述功率输入端输入的一个输入AC电压调整为相对于所述输入AC电压同相且不同幅度的电压,并且输出所调整的电压;一个滤波器,用于平滑从所述功率转换装置输出的所述调整电压;第一和第二变压器,具有初级线圈及次级线圈,所述的初级线圈输入由所述滤波器平滑的所述调整电压,所述的次级线圈与初级线圈彼此绝缘;其中所述的第一变压器的所述次级线圈串联在作为所述电源系统的一根引线的所述功率输入端与所述功率输出端之间;所述第二变压器的所述次级线圈串联在作为所述电源系统的两根其余引线中的一根的所述功率输入端与所述电源输出端之间;所述功率转换装置的输入端并联在所述电源系统的两个引线的功率输入端之间;所述功率转换装置的输出端通过所述滤波器并联到所述第一及第二变压器的所述初级线圈;所述的变压器的次级线圈的所述连接在极性方面被对准,从而通过加入从所述变压器次级线圈输出的、所述功率转换装置的输出电压,使所述的输入AC电压降低,并将所述的降低的电压提供到所述的输出端。
根据本发明的再一方面,这里提供一种功率转换装置,用于调整从电源系统输入的功率并将其输出到负载,其特征在于,包括:功率输入端,连接到一个单相三线电源系统;功率输出端,连接到一个负载;功率转换装置,由半导体转换开关构成,用于将从所述功率输入端输入的一个输入AC电压调整为相对于所述输入AC电压同相且幅度不同的电压,并且输出所调整的电压;一个滤波器,用于平滑从所述功率转换装置输出的所述调整电压;第一及第二变压器,具有初级线圈及次级线圈,所述的初级线圈输入由所述滤波器平滑的所述调整电压,所述的次级线圈与初级线圈彼此绝缘;其中:所述第一变压器的所述次级线圈串联在作为所述电源系统一根引线的所述功率输入端与所述功率输出端之间;所述第二变压器的所述次级线圈串联在作为所述电源系统的两根其余引线中的一根的所述功率输入端与所述电源输出端之间;所述功率转换装置的输入端并联到所述电源系统的两个引线的所述功率输入端之间;所述功率转换装置的一个输出端通过所述滤波器连接到所述第一变压器的所述初级线圈;所述的变压器的次级线圈的所述连接在极性方面被对准,从而通过加入从所述变压器次级线圈输出的、所述功率转换装置的输出电压,使所述的输入AC电压降低,并将所述的降低的电压提供到所述的输出端。
根据本发明的又一方面,这里提供一种功率转换装置,用于调整从电源系统输入的功率并将其输出到一个负载,其特征在于,包括:功率输入端,连接到一个三相电源系统;功率输出端,连接到一个负载;功率转换装置,由半导体转换开关构成,用于将从所述功率输入端输入的一个输入AC电压调整为相对于所述输入AC电压同相且不同幅度的电压,并且输出所调整的电压;一个滤波器,用于平滑从所述功率转换装置输出的所述调整电压;第一及第二变压器,具有初级线圈及次级线圈,所述的初级线圈输入由所述滤波器平滑的所述调整电压,所述的次级线圈与初级线圈彼此绝缘;其中所述第一变压器的所述次级线圈串联在作为所述电源系统的一根引线而不是公用线的所述功率输入端与所述功率输出端之间;所述第二变压器的所述次级线圈串联到作为所述电源系统的两根剩余引线中的一根而不是公用线的所述功率输入端与所述功率输出端之间;所述功率转换装置的输入端并联到所述电源系统的所述功率输入端;在所述功率转换装置的三个输出端之中,所述公用线端和其余两个端中的一个通过所述滤波器连接到所述第一变压器的所述初级线圈;在所述功率转换装置的三个输出端之中,所述公用线端和剩余两端中的一个通过所述滤波器连接到所述第二变压器的所述初级线圈;所述的变压器的次级线圈的所述连接在极性方面被对准,从而通过加入从所述变压器次级线圈输出的、所述功率转换装置的输出电压,使所述的输入AC电压降低,并将所述的降低的电压提供到所述的输出端。
根据本发明的又一方面,这里提供一种功率转换装置,用于调整从电源系统输入的功率并将其输出到负载,其特征在于,包括:功率输入端,连接到一个单相电源系统;功率输出端,连接到一个负载;功率转换装置,由半导体转换开关构成,用于将从所述功率输入端输入的输入AC电压调整为相对于所述输入AC电压同相且幅度不同的电压,并且输出所调整的电压;一个滤波器,用于平滑从所述功率转换装置输出的所述调整电压;第一及第二变压器,具有初级线圈及次级线圈,所述的初级线圈输入通过所述滤波器平滑的所述调整电压,所述的次级线圈与初级线圈彼此绝缘;其中所述第一及第二变压器的所述次级线圈串联在作为所述电源系统一根引线的所述功率输入端与所述功率输出端之间;所述功率转换装置的输入端并联到所述电源系统的所述功率输入端;所述功率转换装置的输出端通过所述滤波器并联到所述第一及第二变压器的所述初级线圈;变压器转换开关装置,用于防止通过所述功率转换装置同时激励所述第一及第二变压器连接到所述滤波器与所述第一及第二变压器的连接点之间;所述的变压器的次级线圈的所述连接在极性方面被时准,从而通过加入从所述变压器次级线圈输出的、所述功率转换装置的输出电压,使所述的输入AC电压降低,并将所述的降低的电压提供到所述的输出端。
本发明的上述及其他目的、效果、特征以及优点将通过对其实施例的描述并结合附图而变得明了。
附图说明:
图1示出了根据本发明的功率转换装置第一实施例的电路图;
图2示出了根据本发明的功率转换装置第二实施例的电路图;
图3示出了根据本发明的功率转换装置第三实施例的电路图;
图4示出了根据本发明的功率转换装置第四实施例的电路图;图5示出了根据本发明的功率转换装置第五实施例的电路图;
图6示出了根据本发明的功率转换装置第六实施例的电路图;
图7示出了根据本发明的带有功率表的功率转换装置的第七实施例的电路;
图8示出了根据本发明的带有功率表的功率转换装置的第八实施例的电路图;
图9示出了根据本发明的带有功率表的功率转换装置的第九实施例的电路图;
图10示出了根据本发明的带有功率表的功率转换装置的第十实施例的电路图;
图11示出了节能装置的第一种现有技术实施例的电路图;
图12示出了节能装置的第二种现有技术实施例的电路图;
具体实施方式:
本发明的优选实施例将结合附图详细描述如下。
<第一实施例>
本发明的第一实施例将结合图1进行描述。
在单相电源系统中,电压幅度调节器21用于直接将输入的AC电压转换为相对于输入的AC电压同相且幅度不同的电压,并且输出所调整的电压,其输入端连接到单相AC输入端1A和1B。前述电压幅度调节器是一个功率转换装置,即所谓的AC斩波器。
电压幅度调节器21的输出端通过AC滤波器25连接到具有彼此绝缘的两个线圈的变压器10的初级线圈,变压器10的次级线圈连接到单相输入端1A与单相AC输出端5C之间。
利用上述的结构,通过电压幅度调节器21将单相AC电压转换为相对于输入电压同相且幅度不同的电压,并且通过AC滤波器将其滤波为不带有波纹的正弦波电压,该电压激励变压器10的初级线圈以输出一个除以匝数比的电压。
此时,通过正极性连接变压器10的次级线圈以降低单相AC电压,比输入电压低的电压可以输出到单相AC输出端,从而向负载提供一个适当的电压。
此外,由于转换装置的容量减少到变压器10的匝数比分之一,通过减少用于转换的电源容量中的功率损失,可以提高整个系统的效率,获得明显的节能效果。
再进一步,通过反极性连接变压器10的次级线圈,也可以增加输出的电压。
<第二实施例>
本发明的第二实施例将结合图2进行描述。
在单相三线电源系统中,电压幅度调节器21用于直接将输入的AC电压转换为相对于输入的AC电压同相且幅度不同的电压,并且输出所调整的电压,其输入端连接到单相三线AC输入端1R与1T之间。前述电压幅度调节器21是一个功率转换装置,即所谓的AC斩波器。
电压幅度调节器21的输出端通过AC滤波器分别并联到具有彼此绝缘的两个线圈的变压器10的初级线圈,以及具有彼此绝缘的两个线圈的变压器11的初级线圈,变压器10的次级线圈串联到单相三线AC输入端1R与单相三线输出端5U之间,并且变压器11的次级线圈串联到单相三线AC输入端1T与单相三线AC输入端5W之间。
利用上述的结构,单相三线AC电压通过电压幅度调节器21转换为相对于输入电压同相且幅度不同的电压,并且通过AC滤波器将其过滤为不带有波纹的正弦波电压,该电压激励变压器10及11的初级线圈,以在变压器10及11的次级线圈中输出一个除以匝数比的电压。
此时,通过正极性连接变压器10及11的次级线圈以降低单相三线AC电压,比输入电压低的电压可以输出到单相三线AC输出端,从而向负载供给适当的电压,并且达到节能的效果。
<第三实施例>
本发明的第三实施例将结合图3进行描述。
在单相三线电源系统中,电压幅度调节器22用于直接将输入的AC电压转换为相对于输入的AC电压同相且幅度不同的两个电压,并且输出所调整的电压,其输入端连接到单相三线AC输入端1R与1T之间。前述电压幅度调节器22是一个功率转换装置,即所谓的AC斩波器。
电压幅度调节器22的输出端通过AC滤波器分别连接到具有彼此绝缘的两个线圈的变压器10的初级线圈,以及具有彼此绝缘的两个线圈的变压器11的初级线圈。
变压器10的次级线圈串联到单相三线AC输入端1R与单相三线输出端5U之间,并且变压器11的次级线圈串联到单相三线AC输入端1T与单相三线AC输入端5W之间。
利用上述的结构,电压幅度调节器22输出两个同相且幅度不同的电压,并且通过AC滤波器25在各自的电压电平上激励变压器10及11。
结果,可以在单相三线AC输出端输出比输入端电压低的正弦波电压,从而向负载供给适当的电压,并且达到节能的效果。
在本方法中,除了与第二实施例效果相同外,即使当负载不平衡时,还可以在单相三线AC输出端5U-5N之间以及5W-5N之间提供电压平衡。
<第四实施例>
本发明的第四实施例将结合图4进行描述。
在三相电源系统中,输入的三相电压分别连接到三相AC输入端1R、1S及1T,以便电压幅度调节器23的三个输入端中的一根引线为输入/输出公用线,前述调节器23用于直接将输入三相AC电压转换为相对于输入的AC电压同相且幅度不同的三相电压,并且输出所调整的电压,其为一个功率转换装置,即所谓的AC斩波器。
在电压幅度调节器23的三个输出端之中,公用线以及两个剩余输出端中的一个通过AC滤波器25连接到具有彼此绝缘的两个线圈的变压器10的初级线圈。
公用线以及两个剩余输出端中的一个通过AC滤波器25连接到具有彼此绝缘的两个线圈的变压器11的初级线圈。
变压器10的次级线圈串联到三相AC输入端1R与三相AC输出端5U之间,并且变压器11的次级线圈串联到三相AC输入端1T与三相输出端5W之间。
利用上述的结构,电压幅度调节器23执行对于三相AC输入端的幅度调整,以激励变压器10及11。
结果,由于变压器10及11以降低三相AC输入端1R-1S之间以及三相AC输入端1T-1S之间的电压的极性连接,三相输出端的电压可以调整为适当的电压,从而达到节能的效果。
此外,很明显通过用单相三线电源端1N取代三相AC输入端1S,该电路可以应用到单相三线电源中。
再进一步,通过反向变压器的极性,效率及电压增加的改进与上述各种情况相同。
<第五实施例>
本发明的第五实施例将结合图5进行描述。
在单相电源系统中,电压幅度调节器21用于直接将输入AC电压转换为相对于输入的AC电压同相且幅度不同的电压,并且输出所调整的电压,其输入端连接到单相AC输入端1A与1B之间。前述电压幅度调节器为一个功率转换装置,即所谓的AC斩波器。
电压幅度调节器21的输出端通过AC滤波器并联到具有彼此绝缘的两级线圈的变压器10及11的各自初级线圈。
线圈转换开关30通过电压幅度调节器21的电压转换装置来防止同时激励各自的变压器,其连接在相连的AC滤波器与变压器10及11的连接点上。
变压器10的次级线圈被以降低电压的极性连接,变压器11的次级线圈被以增加电压的极性连接,分别串联到单相AC输入端1A与单相AC输出端5C之间。
利用上述的结构,由于输入电压的减少或增加可以通过加入线圈转换开关30来同时实现,即使在输入电压下降相当大的情况下,也可以供给固定电压,当满足负载所要求的最小电压时,可以始终达到节能的效果。
<第六实施例>
本发明的第六实施例将结合图6进行描述。
在单相电源系统中,电压幅度调节器22用于直接将输入AC电压转换为相对于输入的AC电压同相且幅度不同的电压,并且输出所调整的电压,其输入端连接到单相AC输入端1A与1B之间。前述电压幅度调节器为一个功率转换装置,即所谓的AC斩波器。
电压幅度调节器22的输出端通过AC滤波器连接到变压器10及11的初级线圈。
变压器10的次级线圈被以降低电压的极性连接,变压器11的次级线圈被以增加电压的极性连接,分别串联到单相AC输入端1A与单相AC输出端5C之间。
利用上述的结构,即使不利用第五实施例中的线圈转换开关30也可以达到与第五实施例相同的效果。
可以很容易地预料到第五和第六实施例可以应用于单相三相电源或三相电源。
<第七实施例>
本发明的第七实施例将结合图7进行描述。
图7所示的结构是以图1所示的电路并结合功率表为基础的。
功率表连接到变压器10的初级线圈与AC滤波器的连接点之间,该功率表能够指示节能的数量。变压器的匝数比假定为n∶1,如图7所示,当没有使用本发明的功率转换装置时,负载消耗功率W1给定如下:
W1=Vin 2/R
其中R为负载电阻,Vin为输入电压。
另一方面,当引入本发明的功率转换装置时,负载消耗功率W2为:
W2=VOUT 2/R=(Vin-Vt)2/R
其中负载电压为VOUT,串联变压器的次级电压为Vt
由于通过引入本发明的功率转换装置所得到的节能为W1与W2之间的差值,即:
ΔW=W1-W2
=(2Vin-Vt)*Vt/R
此外,在这种情况下,通过本发明的功率转换装置供给电源的电功率Ws为:
Ws=(n*Vt)*IOUT/R
=Vt*(Vin-Vt)/R
其中负载电流为IOUT
当本发明的功率转换装置的电源电压增加1倍时,由于
2*Ws=Vt*(2*Vin-2*Vt)/R
与ΔW相比较,2*Ws减少了ΔW-2*Ws=Vt 2/R,然而,由于Vt通常小于Vin的10%,即比Vin明显的小,对于节省的能量ΔW可以近似地忽略不计。
从上面可以看出,通过连接功率表以使电流探测灵敏度增加1倍,可以测量Ws两次,并且近似地显示功率转换装置的节能。
<第八实施例>
本发明的第八实施例将结合图8进行描述。
与图7所示的实施例的区别在于功率表连接在电源系统与电压幅度调节器连接点之间。在本发明中,节能显示可能包括电压幅度调节器的损耗,该电压幅度调节器为一功率转换装置。
<第九实施例>
本发明的第九实施例将结合图9进行描述。
图9所示的结构是以图2所示的实施例为基础,其中接入了一个功率表。
在图9中,功率表W1的电压探测部分并联到变压器10的初级线圈与AC滤波器之间,其电流探测部分串联到变压器10的初级线圈与AC滤波器之间以使电流探测灵敏度增加1倍。
功率表W2的电压探测部分并联到变压器11的初级线圈与AC滤波器25之间的连接点,其电流探测部分串联到变压器11的初级线圈与AC滤波器25之间的连接点以使电流探测灵敏度增加1倍。
利用上述的结构,功率表1及2显示的电能向各个相连的负载指示节省的功率。因此,两个功率表显示结果之和为所节省的功率。
此外,很显然当利用单个功率表,并且电流探测部分连接在可以测量变压器10及11的合成电流的位置时,相连负载的消耗功率的总和可以被显示。
<第十实施例>
本发明的第十实施例将结合图10进行描述。
与图9所示的实施例的区别在于,单个功率表连接在电源系统与电压幅度调整装置的连接点之间。
在本实施例中,由于功率表1连接在电源系统与电压幅度调节器的连接点之间,图9中利用两个功率表的指示可以通过单个功率表显示,并且节能显示可能包括功率转换装置的损耗。
根据本发明,在相应的单相、单相三线以及三相电源系统中,由于由半导体转换开关构成的电压幅度调节器的输出通过变压器加入(或从中减去)该系统,以调整输出电压,在可以是高速响应的情况下,同时满足高效率,负载得到输出电压的适当电压值。
因此,抑制多余功率的消耗以节省消耗功率成本,从而产生高的节能效果。
此外,根据本发明可以使节能可显示,以使得节能效果可以直接看见。
再此外,根据本发明,可以被显示的节能包括功率转换装置(电压幅度调节器)的功率转换损耗。
本发明结合各种实施例已经详细描述如上,很显然对于本领域的技术人员来说,任何对本发明的改变和修改都不应超出本发明的保护范围,因此本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。

Claims (10)

1.一种功率转换装置,用于调整从电源系统输入的功率并将其输出到负载,其特征在于,包括:
功率输入端,连接到一个单相电源系统;
功率输出端,连接到一个负载;
功率转换装置,由半导体转换开关构成,用于将从所述功率输入端输入的一个输入AC电压调整为相对于所述输入AC电压同相且不同幅度的电压,并且输出所调整的电压;
一个滤波器,用于平滑从所述功率转换装置输出的所述调整电压;和
一个变压器,具有一个初级线圈和一个次级线圈,所述的初级线圈输入由所述滤波器平滑的所述调整电压,所述的次级线圈与所述的初级线圈彼此绝缘;其中:
所述的变压器的所述次级线圈串联在所述电源系统的所述功率输入端与功率输出端之间;
所述的功率转换装置的输入端与所述电源系统的所述功率输入端相并联;
所述的功率转换装置的输出端通过所述滤波器连接到所述变压器的所述初级线圈;
所述的变压器的次级线圈的所述连接在极性方面被对准,从而通过加入从所述变压器次级线圈输出的、所述功率转换装置的输出电压,使所述的输入AC电压降低,并将所述的降低的电压提供到所述的输出端。
2.一种功率转换装置,用于调整从电源系统输入的功率并将其输出到负载,其特征在于,包括:
功率输入端,连接到一个单相三线电源系统;
功率输出端,连接到一个负载;
功率转换装置,由半导体转换开关构成,用于将从所述功率输入端输入的一个输入AC电压调整为相对于所述输入AC电压同相且不同幅度的电压,并且输出所调整的电压;
一个滤波器,用于平滑从所述功率转换装置输出的所述调整电压;
第一和第二变压器,具有初级线圈及次级线圈,所述的初级线圈输入由所述滤波器平滑的所述调整电压,所述的次级线圈与初级线圈彼此绝缘;其中
所述的第一变压器的所述次级线圈串联在作为所述电源系统的一根引线的所述功率输入端与所述功率输出端之间;
所述第二变压器的所述次级线圈串联在作为所述电源系统的两根其余引线中的一根的所述功率输入端与所述功率输出端之间;
所述功率转换装置的输入端并联在所述电源系统的两个引线的功率输入端之间;
所述功率转换装置的输出端通过所述滤波器并联到所述第一及第二变压器的所述初级线圈;
所述的变压器的次级线圈的所述连接在极性方面被对准,从而通过加入从所述变压器次级线圈输出的、所述功率转换装置的输出电压,使所述的输入AC电压降低,并将所述的降低的电压提供到所述的输出端。
3.一种功率转换装置,用于调整从电源系统输入的功率并将其输出到负载,其特征在于,包括:
功率输入端,连接到一个单相三线电源系统;
功率输出端,连接到一个负载;
功率转换装置,由半导体转换开关构成,用于将从所述功率输入端输入的一个输入AC电压调整为相对于所述输入AC电压同相且幅度不同的电压,并且输出所调整的电压;
一个滤波器,用于平滑从所述功率转换装置输出的所述调整电压;
第一及第二变压器,具有初级线圈及次级线圈,所述的初级线圈输入由所述滤波器平滑的所述调整电压,所述的次级线圈与初级线圈彼此绝缘;其中:
所述第一变压器的所述次级线圈串联在作为所述电源系统一根引线的所述功率输入端与所述功率输出端之间;
所述第二变压器的所述次级线圈串联在作为所述电源系统的两根其余引线中的一根的所述功率输入端与所述功率输出端之间;
所述功率转换装置的输入端并联到所述电源系统的两个引线的所述功率输入端之间;
所述功率转换装置的一个输出端通过所述滤波器连接到所述第一变压器的所述初级线圈;
所述功率转换装置的另一个输出端通过所述滤波器连接到所述第二变压器的所述初级线圈;
所述的变压器的次级线圈的所述连接在极性方面被对准,从而通过加入从所述变压器次级线圈输出的、所述功率转换装置的输出电压,使所述的输入AC电压降低,并将所述的降低的电压提供到所述的输出端。
4.一种功率转换装置,用于调整从电源系统输入的功率并将其输出到一个负载,其特征在于,包括:
功率输入端,连接到一个三相电源系统;
功率输出端,连接到一个负载;
功率转换装置,由半导体转换开关构成,用于将从所述功率输入端输入的一个输入AC电压调整为相对于所述输入AC电压同相且不同幅度的电压,并且输出所调整的电压;
一个滤波器,用于平滑从所述功率转换装置输出的所述调整电压;
第一及第二变压器,具有初级线圈及次级线圈,所述的初级线圈输入由所述滤波器平滑的所述调整电压,所述的次级线圈与初级线圈彼此绝缘;其中
所述第一变压器的所述次级线圈串联在作为所述电源系统的一根引线而不是公用线的所述功率输入端与所述功率输出端之间;
所述第二变压器的所述次级线圈串联到作为所述电源系统的两根剩余引线中的一根而不是公用线的所述功率输入端与所述功率输出端之间;
所述功率转换装置的输入端并联到所述电源系统的所述功率输入端;
在所述功率转换装置的三个输出端之中,所述公用线端和其余两个端中的一个通过所述滤波器连接到所述第一变压器的所述初级线圈;
在所述功率转换装置的三个输出端之中,所述公用线端和剩余两端中的一个通过所述滤波器连接到所述第二变压器的所述初级线圈;
所述的变压器的次级线圈的所述连接在极性方面被对准,从而通过加入从所述变压器次级线圈输出的、所述功率转换装置的输出电压,使所述的输入AC电压降低,并将所述的降低的电压提供到所述的输出端。
5.一种功率转换装置,用于调整从电源系统输入的功率并将其输出到负载,其特征在于,包括:
功率输入端,连接到一个单相电源系统;
功率输出端,连接到一个负载;
功率转换装置,由半导体转换开关构成,用于将从所述功率输入端输入的输入AC电压调整为相对于所述输入AC电压同相且幅度不同的电压,并且输出所调整的电压;
一个滤波器,用于平滑从所述功率转换装置输出的所述调整电压;
第一及第二变压器,具有初级线圈及次级线圈,所述的初级线圈输入通过所述滤波器平滑的所述调整电压,所述的次级线圈与初级线圈彼此绝缘;其中
所述第一及第二变压器的所述次级线圈串联在作为所述电源系统一根引线的所述功率输入端与所述功率输出端之间;
所述功率转换装置的输入端并联到所述电源系统的所述功率输入端;
所述功率转换装置的输出端通过所述滤波器并联到所述第一及第二变压器的所述初级线圈;
变压器转换开关装置,用于防止通过所述功率转换装置同时激励所述第一及第二变压器连接到所述滤波器与所述第一及第二变压器的连接点之间;
所述的变压器的次级线圈的所述连接在极性方面被对准,从而通过加入从所述变压器次级线圈输出的、所述功率转换装置的输出电压,使所述的输入AC电压降低,并将所述的降低的电压提供到所述的输出端。
6.一种功率转换装置,用于调整从电源系统输入的功率并将其输出到负载,其特征在于,包括:
功率输入端,连接到一个单相电源系统;
功率输出端,连接到一个负载;
功率转换装置,由半导体转换开关构成,用于将从所述功率输入端输入的输入AC电压调整为与相对于输入AC电压同相且幅度不同的电压,并且输出所调整的电压;
一个滤波器,用于平滑从所述功率转换装置输出的所述调整电压;
第一及第二变压器,具有初级线圈及次级线圈,所述的初级线圈输入通过所述滤波器平滑的所述调整电压,所述的次级线圈与初级线圈彼此绝缘;其中:
所述第一及第二变压器的所述次级线圈串联在作为所述电源系统一根引线的所述功率输入端与所述功率输出端之间;
所述功率转换装置的输入端并联到所述电源系统的所述功率输入端;
所述功率转换装置的一个输出端通过所述滤波器连接到所述第一变压器的所述初级线圈;
所述功率转换装置的另一个输出端通过所述滤波器连接到所述第二变压器的所述初级线圈;
所述的变压器的次级线圈的所述连接在极性方面被对准,从而通过加入从所述变压器次级线圈输出的、所述功率转换装置的输出电压,使所述的输入AC电压降低,并将所述的降低的电压提供到所述的输出端。
7.根据权利要求1至6中任何一个的功率转换装置,其特征在于,一个功率表连接在所述变压器的所述初级线圈与所述滤波器之间。
8.根据权利要求1至6中任何一个的功率转换装置,其特征在于,一个功率表连接在与所述电源系统相连接的所述功率输入端与所述功率转换装置之间。
9.根据权利要求7的功率转换装置,其特征在于,所述的功率表被连接可使所述功率表的电流探测灵敏度增加1倍。
10.根据权利要求8的功率转换装置,其特征在于,所述功率表被连接可使所述功率表的电流探测灵敏度增加1倍。
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6690594B2 (en) * 2000-08-10 2004-02-10 Sal G. Amarillas Electrical power conservation apparatus and method
US20020144164A1 (en) * 2001-02-13 2002-10-03 Yu-Nan Chen Efficiency-raising and power-saving procedure and its devices
DE20316088U1 (de) * 2003-10-21 2003-12-18 Aeg Svs Power Supply Systems Gmbh Vorrichtung zum Stellen von Wechselstrom
ES2277500B1 (es) * 2005-02-15 2008-06-16 Universidad De Sevilla Procedimiento de regulacion continua de la relacion de tensiones en transformadores.
ES2302407B1 (es) * 2005-09-30 2009-02-16 Salicru, S.A Estabilizador de tension de corriente alterna para instalaciones de alumbrado y procedimiento de control en lazo cerrado con modulacion por amplitud de pulsos.
JP5099305B2 (ja) * 2006-07-31 2012-12-19 富士電機株式会社 直接形電力変換器の制御装置
EP1998241A1 (en) * 2007-05-30 2008-12-03 T.C.E. Tecnologie Costruzioni Elettroniche di G. Messina e. C. S.n.c. Method and apparatus for electrical power conversion
US8619443B2 (en) 2010-09-29 2013-12-31 The Powerwise Group, Inc. System and method to boost voltage
WO2012044289A1 (en) * 2010-09-29 2012-04-05 The Powerwise Group, Inc. System and method to boost voltage
US8085009B2 (en) * 2007-08-13 2011-12-27 The Powerwise Group, Inc. IGBT/FET-based energy savings device for reducing a predetermined amount of voltage using pulse width modulation
US8085010B2 (en) 2007-08-24 2011-12-27 The Powerwise Group, Inc. TRIAC/SCR-based energy savings device for reducing a predetermined amount of voltage using pulse width modulation
US8120307B2 (en) * 2007-08-24 2012-02-21 The Powerwise Group, Inc. System and method for providing constant loading in AC power applications
US8810190B2 (en) 2007-09-14 2014-08-19 The Powerwise Group, Inc. Motor controller system and method for maximizing energy savings
US8698447B2 (en) 2007-09-14 2014-04-15 The Powerwise Group, Inc. Energy saving system and method for devices with rotating or reciprocating masses
US8004255B2 (en) 2008-08-07 2011-08-23 The Powerwise Group, Inc. Power supply for IGBT/FET drivers
US8698446B2 (en) 2009-09-08 2014-04-15 The Powerwise Group, Inc. Method to save energy for devices with rotating or reciprocating masses
CN102498294B (zh) * 2009-09-08 2015-08-12 智能动力股份有限公司 用于带有旋转或往复运动块的装置的节能系统和方法
HUP1000054A3 (en) 2010-01-26 2012-08-28 Gradix Holdings Ltd Ac voltage converter and switching equipment
GB2477327A (en) * 2010-01-29 2011-08-03 C & C Marshall Ltd Domestic voltage reduction device
CN102340904B (zh) 2010-07-14 2015-06-17 通用电气公司 发光二极管驱动装置及其驱动方法
GB201013847D0 (en) * 2010-08-18 2010-09-29 Texas Instr Cork Ltd Power converter control arrangement
CN103238258B (zh) * 2010-12-01 2017-03-22 Abb技术有限公司 无功功率补偿器,计算机程序以及计算机程序产品
US9304522B2 (en) * 2012-04-19 2016-04-05 Varentec, Inc. Systems and methods for dynamic AC line voltage regulation with energy saving tracking
CN104124875A (zh) * 2014-08-06 2014-10-29 龚秋声 单相和三相斩波工变补偿交流稳压电源
CN104184337B (zh) * 2014-08-30 2019-03-19 龚秋声 交流斩波双向调节补偿电压的交流稳压电源
US10756632B2 (en) * 2017-06-26 2020-08-25 Bel Fuse (Macao Commerical Offshore) Limited Power supply with auxiliary converter for extended input voltage range

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6048519A (ja) * 1983-08-26 1985-03-16 Toshiba Corp 電源装置の自動電圧調整システム
US4651265A (en) * 1985-07-29 1987-03-17 Westinghouse Electric Corp. Active power conditioner system
KR940012843A (ko) * 1992-11-04 1994-06-24 휴 윤 쉬아 병렬식 역률 개선방법 및 그 장치
US5614770A (en) * 1994-06-06 1997-03-25 Helionetics, Inc. Structure and method for performing active injection mode filtering on an AC power system
JPH0816257A (ja) * 1994-06-28 1996-01-19 Nariisa Imoto 電圧調整器
JP3035728B2 (ja) * 1996-07-03 2000-04-24 河村電器産業株式会社 節電装置
US6118676A (en) * 1998-11-06 2000-09-12 Soft Switching Technologies Corp. Dynamic voltage sag correction

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