CN202150802U - 一种桥式斩波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于输变电领域的桥式斩波器，包括斩波器开关管V1-V4，整流二极管VD1-VD4，所述桥式斩波器V1-V4通过所述输出变压器Tr接入市电电源和负载之间；斩波器开关管V1-V4具有快速响应并切换状态的功能，能够在几十毫秒内完成电压幅值的调节补偿，在输入电压快速升高或下降时，能够迅速稳定输出电压，相对于传统机械式稳压器和无触点补偿式稳压器具有不可比拟的优势。

Description

一种桥式斩波器

技术领域

本实用新型涉及一种用于稳压装置的桥式斩波器

背景技术

交流稳压电源形式有很多种。

机械补偿式稳压器主电路由补偿变压器TB和带有伺服电机及传动机构的接触式调压器TT组成。当输入电压UI变化时，控制电路发出控制信号，使碳刷在接触式调压器表面滑动，调节接触式调压器的输出电压，从而保持输出电压UO的稳定。机械补偿式稳压器具有较好的稳压精度，但由于其使用机械结构调整调压器的触头，所以存在响应慢、可靠性差、工作寿命短、需要大量维护工作等缺点。

无触点补偿式稳压器主电路由补偿变压器TB和通过可控硅切换抽头的自耦变压器TS组成。当输入电压UI变化时，控制电路发出控制信号，控制可控硅的通断，切换自耦变压器的抽头，从而改变补偿变压器输出补偿电压，保持输出电压UO的稳定。

由于使用半导体开关作为变压器抽头的切换装置，无触点补偿式稳压器大大提高响应速度，但是由于其采用切换自耦变压器固定抽头的方式调整补偿电压，使补偿电压只能分级调整，降低了稳压器的输出精度。根据果要获得较高的稳压器精度，就必须增加自耦变压器的抽头数量，这将大大增加稳压器的成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种桥式斩波器，它直接控制补偿电压。

实现上述目的的一种技术方案是：一种桥式斩波器，包括变压器Tr，滤波器，斩波器开关管V1-V4，整流二极管VD1-VD4，所述桥式斩波器通过所述输出变压器Tr次级串联在市电电源和负载之间；

所述斩波器开关管V1和V2、V3和V4、整流二极管VD1和VD2、VD3和VD4分别两两串联，接入节点c和节点d，所述斩波器开关管V1和V3的阳极以及整流二极管VD1和VD3的阴极接于节点c，斩波器开关管V2和V4的阴极以及整流二极管VD2和VD4的阳极接于节点d；所述斩波器开关管V1和V2、V3和V4构成所述斩波器的第一桥臂和第二桥臂；

所述输出变压器的通过斩波器节点a和节点b，分别接入第一桥臂和第二桥臂

取自稳压电源输出端的市电电源从节点e和节点f接入该电路，通过整理二极管VD1-VD4为桥式斩波器开关V1-V4提供直流电源。

进一步的，所述节点c和节点d之间并联接入直流电容器Cd；

所述直流电容器Cd的阳极连接于节点c，阴极连接与节点d；

所述直流电容器电容Cd小到不具有滤波功能。

进一步的，所述斩波器开关管V1-V4由一个整流二极管和一个绝缘栅双极型IGBT功率管构成，所述整流二极管的阴极对应于所述斩波器开关管的阳极。

进一步的，斩波器开关管与所输出变压器Tr之间连入滤波器，所述滤波器包括由电感LF和电容CF构成。

本实用新型能够在几十毫秒内完成电压幅值的调节补偿，在输入电压快速升高或下降时，能够迅速稳定输出电压.同时其具有无电火花产生，快速响应，无级调节补偿电压，稳压精度高的特点。因此其相对于传统机械式稳压器和无触点补偿式稳压器具有优势。

附图说明

图1为本实用新型的桥式斩波器的电路图。

具体实施方式

请参阅图1，本实用新型的为了能更好地对本实用新型的技术方案进行理解，下面通过具体的例并结合附图进行详细地说明：

请参阅图1，本实用新型的斩波器包括变压器Tr，滤波器，桥式斩波器开关管V1-V4，整流二极管VD1-VD4，所述斩波器通过所述输出变压器Tr和滤波器接入市电电源和负载之间；

所述桥式斩波器开关由一个整流二极管和一个IGBT构成，所述整流二极管的阴极对应于所述斩波器开关管的阳极；

所述滤波器包括由电感LF和电容CF构成；

所述斩波器开关管V1和V2，V3和V4，整流二极管VD1和VD2、VD3和VD4分别两两串联，接入节点c和节点d，所述斩波器开关管V1和V3的阳极以及整流二极管VD1和VD3的阴极接于节点c，斩波器开关管V2和V4的阴极以及整流二极管VD2和VD4的阳极接于节点d；

所述节点c和节点d之间并联接入直流电容器Cd；

所述直流电容器Cd的阳极连接于节点c，阴极连接与节点d；

所述直流电容器电容小到不具有滤波功能；

所述输出变压器和滤波器通过节点a和节点b，分别接入第一桥臂和第二桥臂；

所述整流二极管VD1阳极和VD2的阴极串联于e，VD3的阳极和VD4的阴极串联于f；

取自稳压电源输出端的从节点e和节点f接入该电路，通过整理二极管VD1-VD4为桥式斩波器开关管提供直流电源；

电路图中，斩波器开关管V1～V4并不是工作在逆变器状态，而是工作在桥式斩波器状态。这是由它的PWM工作方式、直流电源电压波形和直流电容Cd值的大小及其功能来决定的。斩波器开关管的直流电压，不是通过电容Cd把整流电压滤波成恒定的平滑直流电压，而是仍然为单相桥式整流电压的波形。直流电容Cd不再具有直流滤波功能，而只是为了创造一个续流通路而设置的。对于感性负载，在一个斩波器开关管的开关周期内续流的能量是很小的，所以Cd的值也很小，Cd的充放电速度很快，不会影响整流电压的上升或下降速度，使Cd上的电压与不滤波的整流电压波形相同。也就是说，由于电容的值很小，它只允许续流电流通过，不再具有直流滤波功能，因此对整流波形不产生影响。这就说明桥式斩波器是工作在PWM(脉宽调制，Pulse Width Modul ation)斩波状态，而不是工作在逆变状态。

状态切换触发电路控制着斩波器开关管的开关，假设市电电压低于基准电压时，当交流电的流向为正，即电流从e点流入，经整流二极管VD1整流，向桥式斩波器开关管提供所需的直流电源。此时，斩波器开关管VD1和VD4处于开启状态，而VD2和VD3处于关闭状态，此时，变压器Tr中电流的流向为c→a→b→d，对市电电压进行正补偿。

当交流电的流向为负，即电流从f点流入，经过VD3支路整流，向斩波器开关管提供所需的直流电源，此时，斩波器开关管VD2和VD3处于开启状态，而VD1和VD4处于关闭状态，此时，变压器Tr中电流的流向为c→b→a→d，对市电电压进行负补偿。

市电电压高于基准电压时，稳压补偿过程与市电电压偏低时相似，不再重复。

IGBT具有快速响应并切换状态的功能，因此在交流电流向发生改变时，可通过由IGBT和整流二极管构成的斩波器开关管的快速响应、连续调节补偿电压的特点，能够在几十毫秒内完成电压幅值的调节补偿，在输入电压快速升高或下降时，能够迅速稳定输出电压.相对于现有技术具有优势。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims (4)

1.一种桥式斩波器，包括变压器Tr，滤波器，斩波器开关管V1-V4，整流二极管VD1-VD4，通过所述输出变压器Tr次级串联市电电源和负载之间；

其特征在于所述斩波器开关管V1和V2、V3和V4、整流二极管VD1和VD2、VD3和VD4分别两两串联，接入节点c和节点d，所述斩波器开关管V1和V3的阳极以及整流二极管VD1和VD3的阴极接于节点c，斩波器开关管V2和V4的阴极以及整流二极管VD2和VD4的阳极接于节点c；所述斩波器开关管V1和V2、V3和V4构成所述斩波器的第一桥臂和第二桥臂；

所述输出变压器的通过节点a和节点b，分别接入第一桥臂和第二桥臂

取自稳压电源输出端的市电电源从节点e和节点f接入该电路，通过整理二极管VD1-VD4为桥式斩波器开关V1-V4提供直流电源。

2.根据权利要求1所述的桥式斩波器，其特征在于在所述节点c和节点d之间并联接入直流电容器Cd；

所述直流电容器Cd的阳极连接于节点c，阴极连接与节点d；

所述直流电容器Cd不具有滤波功能。

3.根据权利要求1所述的桥式斩波器，其特征在于所述斩波器开关管V1-V4由一个整流二极管和一个绝缘栅双极型IGBT功率管构成，所述整流二极管的阴极对应于所述斩波器开关管的阳极。

4.根据权利要求1所述的桥式斩波器，其特征在于所述斩波器开关管与所输出变压器Tr之间连入滤波器，所述滤波器包括由电感LF和电容CF构成。

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