CN201422078Y - 一种用于节能型电梯安全保护电源的三级智能调节变换器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种采用电力电子变换技术来实现的用于节能型电梯安全保护电源的三级智能调节变换器装置。该装置由隔离型变换器、三级传输比优化选择电路、输入电压检测电路组成。通过传输比优化选择电路的控制，使得本装置在不同的输入电压下，变换器工作在不同的电压传输比，开关管的占空比维持在最佳的平衡点，有效提升了主电源变换器的工作效率，使得在全交流输入范围内，整个效率曲线较为平坦并维持在效率最佳点附近，装置整体效率提高，可靠性加强。

Description

一种用于节能型电梯安全保护电源的三级智能调节变换器装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于节能型电梯安全保护电源，尤其是采用三级智能调节变换器装置的安全保护电源。

背景技术

随着国民经济与城市建设的发展，电梯已成为人们生活中不可或缺的工具，目前世界各国知名品牌电梯纷纷进入中国市场，国产品牌电梯的产量也蒸蒸日上，电梯使用量与日俱增，逐渐成为衡量一个城市现代化程度的标志。据统计，1949年到1980年我国平均每年生产电梯300台左右，而2007年我国新安装电梯达18.2万台之多，据有关资料统计截至2007年底我国使用电梯量约为96.6万台，电梯在现代生活、生产中发挥着不可替代的作用。随着能源问题日益成为各个国家关注的焦点，如何有效实现电梯的节能，已成为全社会尤其是行业内关注的问题。传统的电梯安全保护电源的变换器，其电路如附图1所示，在电梯交流输入电压宽的变化范围内，为保持输出电压的稳定，需要随时调节开关管Q1的占空比，使得开关管Q1占空比随输入电压的变化而变化，从而使管子电流变化剧烈，特别是在开关管Q1低占空比时，变换器损耗更大，使得变换器转换效率曲线呈两边低、中间高的特性，整个变换器的转换效率偏低，可靠性差。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于节能型电梯安全保护电源的三级智能调节变换器装置。它克服了传统变换器效率曲线不平坦并较低的缺点，可以有效保证变换器的效率曲线平坦，并维持在较高的变换效率，实现电梯安全保护电源节能降耗的绿色环保设计。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：用于节能型电梯安全保护电源的三级智能调节变换器装置，其特征在于该装置由隔离变换器、输入电压检测电路、传输比优化选择电路组成，其中：

输入电压检测电路，用于检测电源输入端电压，并将转化后的输入电压检测信号送至传输比优化选择电路；

传输比优化选择电路，用于将所述输入电压检测电路输出的输入电压检测信号分别与基准电压Vref1、Vref2比较，从而得到所需的继电器K1～K3的线圈控制信号；

隔离变换器，根据所述传输比优化选择电路输出的继电器K1～K3的线圈控制信号，选择相应的电压传输比工作状态，将电源输入电压变换成所需的恒定电压。

所述的隔离变换器采用正激式的或采用反激式的；

反激式隔离变换器由隔离变压器T1原边的一端接电容C1正极，该点同时也是电源输入端，电容C1负极接地，隔离变压器T1原边的另外三端分别与继电器K1～K3的触点K1A～K3A一端相连，继电器K1～K3的触点K1A～K3A另一端并接后与功率管Q1的2脚相连，功率管Q1的1脚与电阻R1相连，功率管Q1的1脚、3脚并接电阻R2，功率管Q1的3脚接地，隔离变压器T1副边的一端接二极管D1正极，二极管D1负极与电容C2正极相连，电容C2负极与隔离变压器T1副边的另一端相连；

正激式隔离变换器由隔离变压器T1原边的一端接电容C1正极，该点同时也是电源输入端，电容C1负极接地，隔离变压器T1原边的另外三端分别与继电器K1～K3的触点K1A～K3A一端相连，继电器K1～K3的触点K1A～K3A另一端并接后与功率管Q1的2脚相连，功率管Q1的1脚与电阻R1相连，功率管Q1的1脚、3脚并接电阻R2，功率管Q1的3脚接地，隔离变压器T1副边的一端接二极管D1正极，二极管D1负极与二极管D2负极、电感L1一端连接，电感L1另一端与电容C2正极相连，电容C2负极、二极管D2正极与隔离变压器T1副边的另一端相连；

隔离变压器T1原边有4个抽头，可形成三个不同的匝数比，使得变换器可以工作在三种不同的电压传输比状态。

所述的传输比优化选择电路由传输比控制电路、传输比控制芯片IC和三个继电器K1～K3的线圈K1B～K3B构成，传输比控制电路的两个输出端与传输比控制芯片IC相连，传输比控制芯片IC的另三个端子分别与继电器K1～K3的线圈K1B～K3B一端相连，继电器K1～K3的线圈K1B～K3B另一端接地；

传输比控制电路由集成块IC1A、IC1B和电阻R1、R2构成，IC1A的3脚与IC1B的5脚连接后接输入电压检测电路的输出端，IC1A的2脚接基准电源Vref1，IC1B的4脚接接基准电源Vref2，IC1A的1脚与电阻R1的一端、传输比控制芯片IC的一个输入端相连，电阻R1另一端接电源VDD，IC1B的7脚与电阻R2的一端、传输比控制芯片IC的一个输入端相连，电阻R2另一端接电源VDD，电阻R1、R2为上拉电阻。

所述的输入电压检测电路由分压电阻R3～R6串接组成，电阻R1另一端接电源输入端，电阻R6另一端接地。

本实用新型的工作原理是这样的：如图2所示，输入电压检测电路对输入电压进行检测，当检测到的输入电压过低时，将启动低压升压变比调整电路，主变压器的变比减小，那么在输出电压不变的情况下，变换器的脉宽维持在额定的范围内；当输入电压检测电路检测到输入电压过高时，将启动高压降压变比调整，主变压器的变比增加，那么在输出电压不变的情况下，变换器的脉宽也将维持在额定的范围内；由于变换器的脉宽维持在最佳的占空比状态，因此变换器的效率维持在较高的水平。图3是采用反激式的智能调节变换器，图4是采用正激式的智能调节变换器。

本实用新型的有益效果是：设计结构简单，成本低，实用性强，稳定性高，可使变换器在交流输入电压变化宽范围内，达到高的变换效率；并且本设计适用于正激式或反激式隔离变换器。

下面结合附图和具体实施例对本发明新型作进一步的说明。

附图说明

图1为传统电梯安全保护电源的变换器装置电路；

图2为本实用新型的原理结构框图；

图3为本实用新型采用反激式的智能调节变换器；

图4为本实用新型采用正激式的智能调节变换器；

图5为输入电压检测电路和三级传输比优化选择电路。

具体实施方式

如图2所示为本实用新型的原理结构框图，它由隔离变换器、输入电压检测电路、三级传输比优化选择电路组成。具体工作原理是：输入电压检测电路将检测到的电压信号送给传输比优化选择电路，传输比优化选择电路根据输入电压的状态来控制隔离变换器的工作情况，使隔离变换器的变换效率始终保持高的稳定状态。

如图3所示，是本实用新型采用反激式的智能调节变换器，其隔离变换器是在传统变换器的基础上进行改进的。本隔离变换器由变压器(T1)、功率管(Q1)、电解电容(C1、C2)、二极管(D1)、电阻(R1、R2)和继电器(K1～K3)的开关触点组成。

图3中的电路是这样实现：电源输入端与电容C1相连，同时电源正极与变压器T1原边一端相连，T1原边的其他三端分别与三个继电器(K1～K3)的2脚相连，Q1的漏极与三个继电器(K1～K3)的1脚相连，电阻R2并接在Q1的栅极与源极之间保护功率管Q1，电阻R1的一端与Q1栅极相连，另一端接入驱动信号；变压器T1的副边绕组，一端与D2正极相连，D2负极与电容C2正极相连，副边绕组的另一端与C2负极相连。较传统变换器不同的是隔离变压器原边有4个抽头，这样可构成3种不同匝比的变压器，这样就可以在不同的输入电压范围内，通过改变变压器的匝比，来维持功率管Q1的占空比稳定，使整个变换器的变换效率高而平稳。

如图4所示，是本实用新型采用正激式的智能调节变换器，其调节方式与图3相同，不同的是它是采用正激式变换器来实现的。

如图5所示，是输入电压检测电路和三级传输比优化选择电路，它是图3、4所示的输入电压检测电路和传输比优化选择电路的具体实现方式。

图5中的输入电压检测电路是电路1，由电阻R3～R6组成；R3～R6依次串联，一端接输入电压，一端接地，取R5与R6的连接点作为输入电压的采样电压，送给传输比优化选择电路，实现对输入电压的检测。

图5中的传输比优化选择电路是电路2，由比较器IC1、电阻R1、R2、传输比控制芯片和继电器(K1～K3)的线圈组成；IC1的正输入端引脚3、5接输入电压检测电路的输入采样电压(即R5与R6的连接点)，比较器的引脚2接输入电压高端基准Vref1，比较器的引脚6接输入电压低端基准Vref2，这样就将输入电压分为高、中、低三段，进行三级智能调节，电阻R1、R2作为上拉电阻，分别与比较器的引脚1、7相连，而比较器的输出引脚1、7将输入电压的状态作为输入信号连接到传输比优化控制芯片输入端，而传输比优化控制芯片的输出端与继电器K1～K3的线圈相连。当输入电压低端时，控制芯片从输入电压检测电路接收的信号状态是00，则控制芯片输出信号选择继电器K1的线圈，使继电器K1触点闭合，此时隔离变压器的匝比n1最小；当输入电压中端时，控制芯片从输入电压检测电路接收的信号状态是01，则控制芯片输出信号选择继电器K2的线圈，使继电器K2触点闭合，此时隔离变压器的匝比n1＜n2；当输入电压高端时，控制芯片从输入电压检测电路接收的信号状态是11，则控制芯片输出信号选择继电器K3的线圈，使继电器K3的触点闭合，此时隔离变压器的匝比n3最大，如此就可控制变换器的三级智能调节，实现变换器的变换效率始终保持高的稳定状态。

Claims (4)

1、一种用于节能型电梯安全保护电源的三级智能调节变换器装置，其特征在于：它是由隔离变换器、输入电压检测电路、传输比优化选择电路组成，其中：

输入电压检测电路，用于检测电源输入端电压，并将转化后的输入电压检测信号送至传输比优化选择电路；

传输比优化选择电路，用于将所述输入电压检测电路输出的输入电压检测信号分别与基准电压Vref1、Vref2比较，从而得到所需的继电器K1～K3的线圈控制信号；

隔离变换器，根据所述传输比优化选择电路输出的继电器K1～K3的线圈控制信号，选择相应的电压传输比工作状态，将电源输入电压变换成所需的恒定电压。

2、根据权利要求1所述的一种用于节能型电梯安全保护电源的三级智能调节变换器装置，其特征在于：所述的隔离变换器采用正激式的或采用反激式的；

反激式隔离变换器由隔离变压器T1原边的一端接电容C1正极，该点同时也是电源输入端，电容C1负极接地，隔离变压器T1原边的另外三端分别与继电器K1～K3的触点K1A～K3A一端相连，继电器K1～K3的触点K1A～K3A另一端并接后与功率管Q1的2脚相连，功率管Q1的1脚与电阻R1相连，功率管Q1的1脚、3脚并接电阻R2，功率管Q1的3脚接地，隔离变压器T1副边的一端接二极管D1正极，二极管D1负极与电容C2正极相连，电容C2负极与隔离变压器T1副边的另一端相连；

正激式隔离变换器由隔离变压器T1原边的一端接电容C1正极，该点同时也是电源输入端，电容C1负极接地，隔离变压器T1原边的另外三端分别与继电器K1～K3的触点K1A～K3A一端相连，继电器K1～K3的触点K1A～K3A另一端并接后与功率管Q1的2脚相连，功率管Q1的1脚与电阻R1相连，功率管Q1的1脚、3脚并接电阻R2，功率管Q1的3脚接地，隔离变压器T1副边的一端接二极管D1正极，二极管D1负极与二极管D2负极、电感L1一端连接，电感L1另一端与电容C2正极相连，电容C2负极、二极管D2正极与隔离变压器T1副边的另一端相连；

隔离变压器T1原边有4个抽头，可形成三个不同的匝数比，使得变换器可以工作在三种不同的电压传输比状态。

3、根据权利要求1所述的一种用于节能型电梯安全保护电源的三级智能调节变换器装置，其特征在于：所述的传输比优化选择电路由传输比控制电路、传输比控制芯片IC和三个继电器K1～K3的线圈K1B～K3B构成，传输比控制电路的两个输出端与传输比控制芯片IC相连，传输比控制芯片IC的另三个端子分别与继电器K1～K3的线圈K1B～K3B一端相连，继电器K1～K3的线圈K1B～K3B另一端接地；

传输比控制电路由集成块IC1A、IC1B和电阻R1、R2构成，IC1A的3脚与IC1B的5脚连接后接输入电压检测电路的输出端，IC1A的2脚接基准电源Vref1，IC1B的4脚接接基准电源Vref2，IC1A的1脚与电阻R1的一端、传输比控制芯片IC的一个输入端相连，电阻R1另一端接电源VDD，IC1B的7脚与电阻R2的一端、传输比控制芯片IC的一个输入端相连，电阻R2另一端接电源VDD，电阻R1、R2为上拉电阻。

4、据权利要求1所述的一种用于节能型电梯安全保护电源的三级智能调节变换器装置，其特征在于：所述的输入电压检测电路由分压电阻R3～R6串接组成，电阻R1另一端接电源输入端，电阻R6另一端接地。

Images