CN202889209U

CN202889209U - 一种电源供应器

Info

Publication number: CN202889209U
Application number: CN 201220502923
Authority: CN
Inventors: 荣海荣; 李春生
Original assignee: ZHONGDA PHOTOELECTRIC INDUSTRY (WUJIANG) CO LTD
Current assignee: Zhongda Electronic Components (Wujiang) Co., Ltd.
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: TWM448852U

Abstract

本实用新型涉及电源技术领域，尤其涉及一种电源供应器。一种电源供应器包括一变频器、一滤波模块和一变压器；所述变频器与外部三相交流电网电连接；所述变频器与所述滤波模块电连接；所述滤波模块与所述变压器电连接；所述变压器与外部设备电连接。

Description

一种电源供应器

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，尤其涉及一种电源供应器。

背景技术

目前普通调压器主要分为接触式和感应式调压器，其通用额定调压范围是在0~600V之间。如果需求最高电压大于600V，输出容量在一定的情况下，不管是采用接触式调压器还是感应式调压器，都需要定制。接触式在调压过程容易产生火花，使用寿命容易缩短，而感应式调压器的构造难度会远大于现有接触式调压器。在以上两种调压方式中，随着需求电压范围的变高，调压器的体积及重量会相应的增大，从而成本远高于现有规格的成本。另外无论何种调压方式，其输出频率是随市电频率而定，无法实现调节，这在实际应用中会有很大的局限性。

现有的调压器一般是采用接触调压器和感应调压器：小容量电源一般采用接触式调压器调压，其工作原理跟滑动电阻差不多，并不是像变压器一样靠匝数不同的线圈实现调压，在调节过程中容易产生火花，接触器线圈的使用寿命成为大容量调压器的发展瓶颈，且输出电压与一次侧是没有隔离功能的。

感应调压器由其工作原理和结构所决定，制造成本比较高，特别是大容量产品。此外单相产品转子偏心若达到一定数值，很容易产生运行振动和噪声。

现在随着690V电源新兴行业的突起，一般调压器调压范围（0～600V)已远远不能满足690V等产品的调压调频需求，从而调压调频电源供应器就变得越来越重要了。

一般产品测试中必须有一个能满足技术标准要求的可调电源供应器。通常在试验变压器的前级选配合适的调压器，借助调压器的电压调整，使试验变压器输出能满足要求的、无级连续、均匀变化的试验电压。

试验配用的调压供应器，除了其输出容量、相数、频率、输出电压变化范围等基本参数应满足试验要求外，还要求调压器应具有：（1）输出电压质量好。如要求调压器输出电压波形应尽量接近正弦波；输出电压下限最好为零；（2）调压特性好。如要求调压器阻抗不宜过大；调压特性曲线平滑线性；调节方便、可靠。

而现有技术所存在一些不足之处：其一、一般调压器的最大调压范围为0～600V，调压范围窄，越来越不能满足新兴市场需求；其二、调压器输出频率一般都是市电的固定频率50Hz，无法调节，具有很大的局限性；其三、市场上超过600V调压范围的调压器需要定制，成本很高；其四、调压器保护较少，易损坏，维修成本高。因此，亟需一种调频调压电源供应器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种电源供应器，不仅实现根据需求调节电压，而且同时可以调节频率，以满足需求。此外，本实用新型也具有过流、过载、过压、输出短路等保护功能。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种电源供应器，包括一变压器，所述电源供应器还包括一变频器和一滤波模块；所述变频器与外部三相交流电网电连接；所述变频器与所述滤波模块电连接；所述滤波模块与所述变压器电连接；所述变压器与外部设备电连接。

进一步，所述滤波模块包括第一电感、第二电感、第三电感、第一电容、第二电容和第三电容；所述变频器的第一输出端通过串联的第一电感和第一电容与所述变压器第二输入端电连接，同时所述变频器的第一输出端通过第一电感与所述变压器的第一输入端电连接；所述变频器的第二输出端通过串联的第二电感和第二电容与所述变压器的第三输入端电连接，同时所述变频器的第二输出端通过第二电感与所述变压器的第二输入端电连接；所述变频器的第三输出端通过串联的第三电感和第三电容与所述变压器的第一输入端电连接，同时所述变频器的第三输出端通过第三电感与所述变压器的第三输入端电连接。

进一步，所述电源供应器进一步包括电感模块和电容模块；所述变压器依次通过电感模块和电容模块后与外部设备连接。

进一步，所述电感模块包括第四电感、第五电感和第六电感；所述电容模块包括第四电容、第五电容和第六电容；所述变压器的第一输出端通过电感模块的第四电感和电容模块的第四电容后接地，同时变压器的第一输出端通过电感模块的第四电感与外部设备的第一输入端电连接；所述变压器的第二输出端通过电感模块的第五电感和电容模块的第五电容后接地，同时变压器的第二输出端通过电感模块的第五电感与外部设备的第二输入端电连接；所述变压器的第三输出端通过电感模块的第六电感和电容模块的第六电容后接地，同时变压器的第三输出端通过电感模块的第六电感与外部设备的第三输入端电连接；所述变压器的第四输出端通过接地线接地。

进一步，所述电源供应器还包括一相位控制卡；所述相位控制卡分别与所述三相交流电网、变压器和变频器电连接。

进一步，所述变压器的第一输出端经由所述电感模块和所述电容模块与所述相位控制卡的第一输入端电连接；所述变压器的第二输出端经由所述电感模块和所述电容模块与所述相位控制卡的第二输入端电连接；所述变压器的第三输出端经由所述电感模块和所述电容模块与所述相位控制卡的第三输入端电连接；所述三相交流电网的第一输出端与所述相位控制卡的第四输入端电连接；所述三相交流电网的第二输出端与所述相位控制卡的第五输入端电连接；所述三相交流电网的第三输出端与所述相位控制卡的第六输入端电连接；所述相位控制卡的输出端通过控制信号与所述变频器的微处理单元电连接。

进一步，上述任意一项所述的变频器还包括整流单元、滤波单元、逆变单元、制动单元、驱动单元和软启单元。

本实用新型的积极效果是：1）通过所述变压器可对供应电源的电压进行调节，调压范围宽，线性度好，相位与市电同步，输出电压与市电隔离。

2）利用所述变频器可以对供应电源的频率进行调节，适用范围广。

3）本实用新型所述电源供应器具有过流、过载、过压、输出短路等多项保护。

4）整个电源供应器的体积和重量都大幅度降低，成本至少下降一半。

5）整个电源供应器的寿命也大大提高。

附图说明

图1是本实用新型所述电源供应器的结构框图；

图2是变频器结构框图；

图3是本实用新型所述电源供应器的一实施例的电路连接示意图；

图4是本实用新型所述电源供应器的一较佳实施例的电路连接示意图；

图5是本实用新型所述电源供应器的一较佳实施例的电路连接示意图；

图中的标号分别为：

100、电源供应器；110、三相交流电网；120、变频器；130、滤波模块；140、变压器；150、外部设备；

211、整流单元；212、滤波单元；213、逆变单元；214、制动单元；215、驱动单元；

216、软启单元；217、微处理单元；

410、电感模块；420、电容模块；510、相位控制卡。

具体实施方式

以下将结合附图介绍本实用新型电源供应器的具体实施方式。

参见图1，本实用新型所述电源供应器100，包括一变频器120、一滤波模块130和一变压器140；所述变频器120与外部三相交流电网110电连接；所述变频器120与所述滤波模块130电连接；所述滤波模块130与所述变压器140电连接；所述变压器140与外部设备150电连接。其中，三相交流电网110用于提供一固定电压和固定频率的交流电源。一般情况下，固定电压为380伏；固定频率为50HZ，而有些国家则规定为60HZ。所述三相交流电网110的三相输出分别为R相、S相和T相。所述三相交流电网110的第一输出端R与所述变频器120的第一输入端R电连接；所述三相交流电网110的第二输出端S与所述变频器120的第二输入端S电连接；所述三相交流电网110的第三输出端T与所述变频器120的第三输入端T电连接。

所述变频器120是一种利用电力半导体器件作为通断作用，将工频（例如50HZ）电源变换为另一频率的电能控制装置。参见图2，所述变频器120包括整流单元211、滤波单元212、逆变单元213、制动单元214、驱动单元215、软启单元216和微处理单元217。其中，所述整流单元211用于将输入的交流电压变换为直流电压。所述软启单元216分别与所述整流单元211和滤波单元212电连接，所述软启单元216用于限制整流单元211输出的直流电压对滤波单元212的充电电流的大小，以减小充电电流对滤波单元212的损伤。所述滤波单元212与所述软启单元216电连接，用于储存能量及滤波，以减少电压波动。所述逆变单元213与所述滤波单元212电连接，用于将直流功率变换为所需求频率的交流功率，一般是通过三相桥式逆变电路以完成上述功能。当有规律地控制逆变单元213中主开关的导通和关断时，可以得到任意频率的三相交流输出波形。所述制动单元214与所述滤波单元212电连接。所述微处理单元217通过驱动单元215与所述逆变单元213电连接，用于对逆变单元213的开关控制，对整流单元211的电压控制，以及完成各种保护功能（例如，过压、过流、过载或输出短路保护）。所述变频器120上电设置正常运转后，变频器120输出电压范围为0至额定电压，此电压经过与变频器120电连接的滤波模块130后变成正弦波。

所述滤波模块130包括第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3。所述滤波模块130用于将变频器120的输出电压进行滤波。参见图3，在本实用新型具体实施例中，所述变频器120的第一输出端U’通过串联的第一电感L1和第一电容C1与所述变压器140的第二输入端V’电连接，同时所述变频器120的第一输出端U’通过第一电感L1与所述变压器140的第一输入端U’电连接。所述变频器120的第二输出端V’通过串联的第二电感L2和第二电容C2与所述变压器140的第三输入端W’电连接，同时所述变频器120的第二输出端V’通过第二电感L2与所述变压器140的第二输入端V’电连接。所述变频器120的第三输出端W’通过串联的第三电感L3和第三电容C3与所述变压器140的第一输入端U’电连接，同时所述变频器的第三输出端W’通过第三电感L3与所述变压器140的第三输入端W’电连接。

所述变压器140用于将滤波模块130的输入电压进行一定比例的放大或缩小，并可以根据需求将所述变压器140变为隔离变压器或非隔离变压器。在本实用新型中，如图3所示，外部的三相交流电网110的输出电压送至变频器120后，则所述变频器120输出可调压、调频的电压，并经过所述滤波模块130滤波后再作为所述变压器140的输入，所述变压器140可按一定比例进行电压调节以满足客户需求，于是经所述变频器120和所述变压器140的输出可以提供一个可调压、调频的电源，且能更精确得控制该电源，从而实现本实用新型的目的。

在本实用新型较佳实施例中，所述电源供应器100进一步包括电感模块410和电容模块420。所述电感模块410和电容模块420用于滤波。所述变压器140依次通过电感模块410和电容模块420后与外部设备150连接。在本实用新型的其他实施例中，也可以采用其他具有滤波功能的模块与变压器电连接，而所述具有滤波功能的模块可以设置为一组电阻和一组电容所组成的RC式滤波模块，或者设置为一组电感和一组电阻所组成的LR式滤波模块。

参见图4，在本实用新型较佳实施例中，所述电感模块410包括第四电感L4、第五电感L5和第六电感L6。所述电容模块420包括第四电容C4、第五电容C5和第六电容C6。所述变压器140的第一输出端U通过电感模块410的第四电感L4和电容模块410的第四电容C4后接地，同时变压器140的第一输出端U通过电感模块410的第四电感L4与外部设备150的第一输入端U电连接。所述变压器140的第二输出端V通过电感模块410的第五电感L5和电容模块420的电容第五C5后接地，同时变压器140的第二输出端V通过电感模块410的第五电感L5与外部设备150的第二输入端V电连接。所述变压器140的第三输出端W通过电感模块410的第六电感L6和电容模块420的第六电容C6后接地，同时变压器140的第三输出端W通过电感模块410的第六电感L6与外部设备150的第三输入端W电连接；所述变压器140的第四输出端N通过接地线接地。

参考图4和图3所示，图4和图3的区别是前者图中所述变压器140的输出端新增了一组电感以及一组电容，所述电感和电容的主要作用是滤波，所述变压器140输出电压经过电感模块410和电容模块420之后，输出性能变得更好。

在本实用新型另一较佳实施例中，所述电源供应器100进一步包括一相位控制卡510。所述相位控制卡510分别与所述三相交流电网110、变压器140和变频器120电连接。

参见图5，在该另一较佳实施例中，所述变压器140的第一输出端U经由所述电感模块410和所述电容模块420与相位控制卡510的第一输入端U电连接。所述变压器140的第二输出端V经由所述电感模块410和所述电容模块420与相位控制卡510的第二输入端V电连接。所述变压器140的第三输出端W经由所述电感模块410和所述电容模块420与相位控制卡510的第三输入端W电连接。所述三相交流电网110的第一输出端R与相位控制卡510的第四输入端R电连接。所述三相交流电网110的第二输出端S与相位控制卡510的第五输入端S电连接；所述三相交流电网110的第三输出端T与相位控制卡510的第六输入端T电连接。所述相位控制卡510的输出端通过控制信号与所述变频器120的微处理单元217电连接。

参考图5和图4所示，图5和图4的区别是前者图中新增了一个相位控制卡510。所述相位控制卡510用于将变压器140的输出电压反馈作为电压闭环控制，并将变压器140的输出电压与三相交流电网110的输出电压同时输入所述相位控制卡510中，这两路电源信息在所述相位控制卡510上经过处理后，再传送至所述变频器120的微处理单元217，经过微处理单元217的处理，实现调节变压器140的三相输出（U、V、W）和三相交流电网110的输入相位（R、S、T）保持同步。这样不仅可以对本实用新型所述电源供应器100的电压进行调节，调压范围宽，线性度好，相位与市电同步，输出电压与市电隔离（通过将变压器140设置为隔离变压器），而且可以对电源供应器100的输出频率进行调节，适用范围广。此外，利用所述变频器120以实现过流、过载、过压、输出短路等多项保护，从而为可调频调压的电源供应器100提供更长的使用寿命。

以上所述仅是本实用新型的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种电源供应器，包括一变压器，其特征在于，所述电源供应器还包括一变频器和一滤波模块；所述变频器与外部三相交流电网电连接；所述变频器与所述滤波模块电连接；所述滤波模块与所述变压器电连接；所述变压器与外部设备电连接。

2.如权利要求1所述的电源供应器，其特征在于，所述滤波模块包括第一电感、第二电感、第三电感、第一电容、第二电容和第三电容；所述变频器的第一输出端通过串联的第一电感和第一电容与所述变压器第二输入端电连接，同时所述变频器的第一输出端通过第一电感与所述变压器的第一输入端电连接；所述变频器的第二输出端通过串联的第二电感和第二电容与所述变压器第三输入端电连接，同时所述变频器的第二输出端通过第二电感与所述变压器的第二输入端电连接；所述变频器的第三输出端通过串联的第三电感和第三电容与所述变压器第一输入端电连接，同时所述变频器的第三输出端通过第三电感与所述变压器的第三输入端电连接。

3.如权利要求1所述的电源供应器，其特征在于，所述电源供应器进一步包括电感模块和电容模块；所述变压器依次通过电感模块和电容模块后与外部设备连接。

4.如权利要求3所述的电源供应器，其特征在于，所述电感模块包括第四电感、第五电感和第六电感；所述电容模块包括第四电容、第五电容和第六电容；所述变压器的第一输出端通过电感模块的第四电感和电容模块的第四电容后接地，同时变压器的第一输出端通过电感模块的第四电感与外部设备的第一输入端电连接；所述变压器的第二输出端通过电感模块的第五电感和电容模块的第五电容后接地，同时变压器的第二输出端通过电感模块的第五电感与外部设备的第二输入端电连接；所述变压器的第三输出端通过电感模块的第六电感和电容模块的第六电容后接地，同时变压器的第三输出端通过电感模块的第六电感与外部设备的第三输入端电连接；所述变压器的第四输出端通过接地线接地。

5.如权利要求3所述的电源供应器，其特征在于，所述电源供应器进一步包括一相位控制卡；所述相位控制卡分别与所述三相交流电网、变压器和变频器电连接。

6.如权利要求5所述的电源供应器，其特征在于，所述变压器的第一输出端经由所述电感模块和所述电容模块与所述相位控制卡的第一输入端电连接；所述变压器的第二输出端经由所述电感模块和所述电容模块与所述相位控制卡的第二输入端电连接；所述变压器的第三输出端经由所述电感模块和所述电容模块与所述相位控制卡的第三输入端电连接；所述三相交流电网的第一输出端与所述相位控制卡的第四输入端电连接；所述三相交流电网的第二输出端与所述相位控制卡的第五输入端电连接；所述三相交流电网的第三输出端与所述相位控制卡的第六输入端电连接；所述相位控制卡的输出端通过控制信号与所述变频器的微处理单元电连接。

7.如权利要求1～6任意一项所述的电源供应器，其特征在于，所述变频器进一步包括整流单元、滤波单元、逆变单元、制动单元、驱动单元和软启单元。