CN216672866U - 一种交流供电调压装置及交流供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种交流供电调压装置，包括：控制模块，以及分别与控制模块连接的过零触发电路、调节信号输入电路、供电通断控制电路；过零触发电路用于与交流负载并联，供电通断控制电路用于与交流负载串联；过零触发电路用于在检测到交流负载的交流电压过零时生成过零触发信号并发送至控制模块；调节信号输入电路用于输入电压调节信号；控制模块用于在接收到过零触发信号时根据电压调节信号生成对应占空比的脉冲信号并发送至供电通断控制电路；供电通断控制电路用于根据脉冲信号控制交流负载的通电和断电，以实现对交流负载的交流供电调压。提供一种交流供电系统。结构简单、成本较低、易于维修，并且对工作环境的要求不高，可以适应各种场景。

Description

一种交流供电调压装置及交流供电系统

技术领域

本实用新型涉及交流供电技术领域，尤其涉及一种交流供电调压装置及交流供电系统。

背景技术

如今，交流电已经应用到各行各业，各类交流负载利用交流电高效完成其对应的工作。在具体应用场景中，经常需要调整交流负载的电压来使交流负载保持不同工作状态，从而适应不同作业要求。

目前，基本采用变频器调整交流电输入的频率来实现交流负载的调压；然而，采用变频器的方式存在一些问题，比如变频器的成本很高，对工作环境的要求较高(粉尘、温度和湿度都需要控制在一定数值范围内，难以适应某些场景，比如工业火炉等)，出现故障后基本都只能返厂进行维修。

实用新型内容

针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供一种交流供电调压装置及交流供电系统。

第一方面，在一个实施例中，本实用新型提供一种交流供电调压装置，包括：

控制模块，以及分别与控制模块连接的过零触发电路、调节信号输入电路、供电通断控制电路；过零触发电路用于与交流负载并联，供电通断控制电路用于与交流负载串联；

过零触发电路用于在检测到交流负载的交流电压过零时生成过零触发信号并发送至控制模块；

调节信号输入电路用于输入电压调节信号；

控制模块用于在接收到过零触发信号时根据电压调节信号生成对应占空比的脉冲信号并发送至供电通断控制电路；

供电通断控制电路用于根据脉冲信号控制交流负载的通电和断电，以实现对交流负载的交流供电调压。

在一个实施例中，过零触发电路包括：

与控制模块连接的第一光耦；

第一光耦用于与交流负载并联。

在一个实施例中，过零触发电路还包括：

与第一光耦连接的整流电路；

第一光耦用于通过整流电路与交流负载并联。

在一个实施例中，过零触发电路还包括：

连接在整流电路和第一光耦之间的稳压管。

在一个实施例中，调节信号输入电路包括：

与控制模块连接的调节电位器。

在一个实施例中，供电通断控制电路包括：

与控制模块连接的可控硅；

可控硅用于与交流负载串联。

在一个实施例中，供电通断控制电路还包括：

连接在可控硅和控制模块之间的第二光耦。

在一个实施例中，供电通断控制电路还包括：

连接在可控硅和第二光耦之间的达林顿电路。

在一个实施例中，控制模块为单片机。

第二方面，本实用新型提供一种交流供电系统，包括上述任一个实施例中的交流供电调压装置。

通过上述交流供电调压装置及交流供电系统，控制模块以接收到过零触发信号为起始点，根据电压调节信号生成对应占空比的脉冲信号，使得供电通断控制电路根据脉冲信号控制交流负载的通电时长和断电时长的占比，从而实现调压；结构简单、成本较低、易于维修，并且对工作环境的要求不高，可以适应各种场景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为本实用新型一个实施例中交流供电调压装置的结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例中交流供电调压装置的具体电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

第一方面，如图1所示，在一个实施例中，本实用新型提供一种交流供电调压装置，包括：

控制模块，以及分别与控制模块连接的过零触发电路、调节信号输入电路、供电通断控制电路；过零触发电路用于与交流负载并联，供电通断控制电路用于与交流负载串联；

过零触发电路用于在检测到交流负载的交流电压过零时生成过零触发信号并发送至控制模块；

调节信号输入电路用于输入电压调节信号；

控制模块用于在接收到过零触发信号时根据电压调节信号生成对应占空比的脉冲信号并发送至供电通断控制电路；

供电通断控制电路用于根据脉冲信号控制交流负载的通电和断电，以实现对交流负载的交流供电调压。

其中，由于交流负载工作于交流电，而本实施例通过脉冲信号对交流电进行分割，得到大量的分割单元，交流负载只在一部分分割单元中接通，并且交流电为正弦波信号，因此每个分割单元的电压幅值都不同，因此需要基于起始点，使得每个分割单元的电压幅值可以根据交流电对应的正弦波信号进行确定，从而实现调压的精准控制。而起始点的确定通过过零触发电路来实现。

其中，电压调节信号可以是电流信号，也可以是电压信号，控制模块通过检测电压调节信号的大小确定脉冲信号的占空比。

通过上述交流供电调压装置，控制模块以接收到过零触发信号为起始点，根据电压调节信号生成对应占空比的脉冲信号，使得供电通断控制电路根据脉冲信号控制交流负载的通电时长和断电时长的占比，从而实现调压；结构简单、成本较低、易于维修，并且对工作环境的要求不高，可以适应各种场景。

如图2所示，在一个实施例中，控制模块为单片机。

如图2所示，在一个实施例中，过零触发电路包括：

与单片机连接的第一光耦IC1；

第一光耦IC1用于与交流负载并联。

其中，第一光耦IC1根据内部发光二极管的发光情况控制内部光敏三极管的导通与否；若第一光耦IC1的发光二极管上电，则第一光耦IC1的光敏三极管导通，电阻R5接地，向单片机输出低电平；反之，若第一光耦IC1的发光二极管失电，则第一光耦IC1的光敏三极管断开，电阻R5未接地，向单片机输出高电平；而第一光耦IC1的发光二极管失电，则基本说明交流负载的交流电压过零，单片机即可根据高电平确定起始点。

其中，需要注意的是，若第一光耦IC1直接与交流负载并联，第一光耦IC1的发光二极管的上电和失电情况呈正玄波，由于二极管单向导通的特性，则第一光耦IC1的发光二极为一段时间发光和一段时间不发光的交替，对应到第一光耦IC1的光敏三极管时，同样为一段时间导通和一段时间断开的交替，再对应的输出的电平为一段时间低电平和一段时间高电平的交替，如此用于确定起始点的高电平不是一个时刻，而是一个连续的，在该情况下，单片机需要根据高电平的端点来确定起始点。

其中，基于第一光耦IC1，还能对外部强电和内部弱电进行隔离，提高信号传输的性能。

如图2所示，在一个实施例中，过零触发电路还包括：

与第一光耦IC1连接的整流电路；

第一光耦IC1用于通过整流电路与交流负载并联。

其中，整流电路由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4组成，通过整流电路能够使正弦波的交流电转变成同一半轴的“直流电”，该“直流电”仍然要过零。通过整流后的信号，第一光耦IC1的发光二极管不发光的情况只存在于过零点的那一时刻，因此使得在后续输出的高电平也为一个时刻的，控制更加简单。

如图2所示，在一个实施例中，过零触发电路还包括：

连接在整流电路和第一光耦IC1之间的稳压管DZI。

通过稳压管DZI能够使输入到第一光耦IC1中的信号更加稳定，并且还能防止击穿。

如图2所示，在一个实施例中，调节信号输入电路包括：

与单片机连接的调节电位器R7。

其中，调节电位器R7根据调节的程度将对应的分电压输入到单片机中。单片机根据预设换算规则确定对应的占空比，然后根据内部的PWU(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)生成器来生成对应的脉冲信号。在其他实施例中，单片机也可以结合计时器来生成对应的脉冲信号。

如图2所示，在一个实施例中，供电通断控制电路包括：

与单片机连接的可控硅S1；

可控硅S1用于与交流负载串联。

其中，可控硅S1主要起到开关的作用，当控制电压高于预设值时导通，否则断开。

通过可控硅S1来控制通断，稳定性高。

如图2所示，在一个实施例中，供电通断控制电路还包括：

连接在可控硅S1和单片机之间的第二光耦IC2。

其中，第二光耦IC2能够对外部强电和内部弱电进行隔离，提高信号传输的性能。

如图2所示，在一个实施例中，供电通断控制电路还包括：

连接在可控硅S1和第二光耦IC2之间的达林顿电路。

其中，达林顿电路由依次连接的三极管Q3和三极管Q4组成，用于对第二光耦IC2输出的电流进行放大，以便于更好的驱动可控硅S1。

其中，在其他实施例中，可控硅S1、达林顿电路、第二光耦IC2还可以直接采用封装好的固态继电器。

如图2所示，在一个实施例中，供电通断控制电路还包括：

与可控硅S1并联的保护电路；

保护电路由压敏电阻R14、电容C5、电阻R13组成。

其中，保护电路用于滤波和保护。

为了使本实用新型的技术方案更加清楚，现结合上述实施例进行整体说明，如图2所示，包括：

整流电路(二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4)接收交流电并进行整流，稳压管DZI对整流后的信号进行稳压，第一光耦IC1根据稳压后的信号中的过零电压控制电阻R5不接地，使得输出高电平至单片机；

单片机基于高电平确定起始点，并根据当前调节电位器R7输入的分电压确定对应的占空比，控制内部的PWM生成器生成对应的脉冲信号，将脉冲信号输出至三极管Q2；

三极管Q2根据脉冲信号进行导通和断开，从而使第二光耦IC2输出对应的高电平和低电平，输出的电平经达林顿电路(三级管Q3和三极管Q4)进行放大，可控硅S1根据放大后的电平进行对应的导通和断开。

第二方面，本实用新型提供一种交流供电系统，包括上述任一个实施例中的交流供电调压装置。

通过上述交流供电系统，控制模块以接收到过零触发信号为起始点，根据电压调节信号生成对应占空比的脉冲信号，使得供电通断控制电路根据脉冲信号控制交流负载的通电时长和断电时长的占比，从而实现调压；结构简单、成本较低、易于维修，并且对工作环境的要求不高，可以适应各种场景。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种交流供电调压装置，其特征在于，包括：

控制模块，以及分别与所述控制模块连接的过零触发电路、调节信号输入电路、供电通断控制电路；所述过零触发电路用于与交流负载并联，所述供电通断控制电路用于与交流负载串联；

所述过零触发电路用于在检测到交流负载的交流电压过零时生成过零触发信号并发送至所述控制模块；

所述调节信号输入电路用于输入电压调节信号；

所述控制模块用于在接收到所述过零触发信号时根据所述电压调节信号生成对应占空比的脉冲信号并发送至所述供电通断控制电路；

所述供电通断控制电路用于根据所述脉冲信号控制交流负载的通电和断电，以实现对交流负载的交流供电调压。

2.根据权利要求1所述的交流供电调压装置，其特征在于，所述过零触发电路包括：

与所述控制模块连接的第一光耦；

所述第一光耦用于与交流负载并联。

3.根据权利要求2所述的交流供电调压装置，其特征在于，所述过零触发电路还包括：

与所述第一光耦连接的整流电路；

所述第一光耦用于通过所述整流电路与交流负载并联。

4.根据权利要求3所述的交流供电调压装置，其特征在于，所述过零触发电路还包括：

连接在所述整流电路和所述第一光耦之间的稳压管。

5.根据权利要求1所述的交流供电调压装置，其特征在于，所述调节信号输入电路包括：

与所述控制模块连接的调节电位器。

6.根据权利要求1所述的交流供电调压装置，其特征在于，所述供电通断控制电路包括：

与所述控制模块连接的可控硅；

所述可控硅用于与交流负载串联。

7.根据权利要求6所述的交流供电调压装置，其特征在于，所述供电通断控制电路还包括：

连接在所述可控硅和所述控制模块之间的第二光耦。

8.根据权利要求7所述的交流供电调压装置，其特征在于，所述供电通断控制电路还包括：

连接在所述可控硅和所述第二光耦之间的达林顿电路。

9.根据权利要求1所述的交流供电调压装置，其特征在于，所述控制模块为单片机。

10.一种交流供电系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的交流供电调压装置。

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