CN2227884Y - 电控式电源变换器 - Google Patents

Abstract

电控式电源变换器，和蓄电池(GB)配合使用后能受控制电平输出系统(C)的控制电平的控制，不管220伏电网(电网)有无电均能给或不给用电器(D)供220伏交流电，它由自动电源变换器(A)和电控电路(B)两部分组成。外来的控制电平控制电控电路，电控电路控制自动电源变换器给或不给用电器供电。给用电器供电时，电网有电用电网电供电，电网无电将蓄电池的直流电逆变为220伏交流电供电。

Description

电控式电源变换器

本实用新型是一种用于控制给220伏交流电用电器——以下简称用电器供电的装置，它和蓄电池配合使用，不管220伏交流电网——以下简称电网是否有电，均能接受控制电平输出系统输出的控制电平的控制给或不给用电器供给220伏交流电。

目前，公知的自动电源变换器构造主要是由220伏交流电输入端、220伏交流电输出端、直流电输入输出端、变压器、整流电路、振荡电路、充电——自动转换开关、识别转换电路、交直流开关等构成。使用时，将220伏交流电输入端连接入电网，将220伏交流电输出端与用电器的220伏交流电源输入端连接，将直流电输入输出端与蓄电池相应电极连接。这种自动电源变换器有两种功能：充电和自动变换。置充电——自动转换开关在充电位置，接通交直流开关，220伏交流电输入端、变压器、整流电路、直流电输入输出端依次连接构成充电电路。当电网有电时，充电电路将电网电变成脉冲直流电给蓄电池充电。置充电——转换开关在自动位置，接通交直流开关，220伏交流电输入端与识别转换电路接通，根据电网是否有电分两种情况：第一，电网有电。电网电加至识别转换电路，识别转换电路一方面使220伏交流电输入端、变压器、整流电路、直流电输入输出端依次构成充电电路，充电电路将电网电变成脉冲直流电给蓄电池充电，另一方面使220伏交流电输入端与220伏交流电输出端接通，利用电网电给用电器供电。第二，电网无电。因无电网电加至识别转换电路，识别转换电路一方面使直流电输入输出端、振荡电路、变压器、220伏交流电输出端依次构成逆变电路，将蓄电池的直流电逆变成220伏交流电给用电器供电，另一方面断开逆变电路与220伏交流电输入端的通路，阻止逆变出的220伏交流电进入电网。综上所述，这种自动电源变换器具有充电和自动变换两种功能。其在充电状态时能将电网电变成脉冲直流电给蓄电池充电，其在自动变换状态时不管电网是否有电均能给用电器供给220伏交流电，当然利用它供电的用电器任一时刻的总输入功事均应等于或小于自动电源变换器的总输出功率。

虽然这类自动电源变换器能实现不管电网是否有电均能给用电器供220伏交流电，但是这种供电或不供电是用开关控制的，它不能接受控制电平的控制。

本实用新型的目的是提供一种电控式电源变换器，它和蓄电池配合使用后能接受控制电平的控制，在不管电网是否有电时给或不给用电器供给220伏交流电。

本实用新型的目的是这样实现的：由220伏交流电输入端、220伏交流电输出端、直流电输入输出端、变压器、整流电路、振荡电路、识别转换电路、充电开关构成自动电源交换器，由控制电平输入端、驱动电路，方式转换电路、供电控制电路构成电控电路。使用时，将220伏交流电输入端接入电网，将220伏交流电输出端与用电器220伏交流电源输入端连接，将直流电输入输出端与蓄电池相应电极连接，将控制电平输入端与控制电平输出系统的控制电平输出端连接。下面从上述各电路之间的相互结合来说明本实用新型的整体技术方案。

控制电平输入端与驱动电路连接，驱动电路再分别与方式转换电路、供电控制电路连接，构成电控电路。电控电路与直流电输入输出端连接利用该端输入蓄电池的直流电作为工作电源，驱动电路与方式转换电路连接以控制此方式转换电路的转换动作，驱动电路与供电控制电路连接以控制此供电控制电路的断开或接通的动作。受从控制电平输入端输入的控制电平的控制，驱动电路可以使方式转换电路为充电状态，供电控制电路为断开状态，本实用新型此时不给用电器供电；也可以使方式转换电路为自动状态，供电控制电路为接通状态，本实用新型此时给用电器供电。

当方式转换电路为充电状态时，受方式转换电路的转换，220伏交流电输入端、充电开关、变压器、整流电路、直流电输入输出端依次连接构成充电电路，接通充电开关，电网有电时充电电路将电网电变成脉冲直流电给蓄电池充电。断开此充电开关，充电电路停止给蓄电池充电。

当方式转换电路为自动状态时，受方式转换电路的转换，220伏交流电输入端连接至识别转换电路，识别转换电路根据电网有电或无电分别作不同的转换。电网有电，受识别转换电路的转换，220伏交流电输入端分两路连接，一路与变压器、整流电路、直流电输入输出端依次连接构成充电电路将电网电变成脉冲直流电给蓄电池充电，另一路经接通的供电控制电路与220伏交流电输出端连接，直接用电网电给用电器供电。电网无电，受识别转换电路的转换，一方面使直流电输入输出端、振荡电路、变压器、接通的供电控制电路、220伏交流电输出端依次连接构成逆变电路，将蓄电池的直流电逆变为220伏交流电给用电器供电，另一方面使220伏交流电输入端与逆变电路断开，阻止逆变出的220伏交流电进入电网。

综上所述，本实用新型依据方式转换电路为充电或自动状态可以有充电和自动两种状态，其在充电状态时不给用电器供给220伏交流电，但只要接通充电开关，若电网有电，则可将电网电变成脉冲直流电给蓄电池充电，断开充电开关则可停止给蓄电池充电；其在自动状态时，若电网有电则一方面将电网电变成脉冲直流电给蓄电池充电，另一方面直接利用电网电供给用电器220伏交流电，若电网无电则将蓄电池的直流电逆变为220伏交流电给用电器供电，同时断开逆变出的交流电与电网的通路。本实用新型是处于充电状态还是处于自动状态，即不给还是给用电器供220伏交流电是受控制电平的控制的，这种供电不受电网有无电的限制。当然，采用本实用新型供电的用电器任一时刻的总输入功率应等于或小于本实用新型的总输出功率。

本实用新型由于增加了电控电路，所以它与蓄电池配合使用后可以接受控制电平的控制，在不管电网是否有电时给或不给用电器供给220伏交流电。另外，它同样具有利用电网电给蓄电池充电的功能。

下面对照附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图中，A，自动电源交换器。B，电控电路。C，控制电平输出系统。D，220伏交流电用电器。GB，蓄电池。电网，220伏交流电网。

图1是本实用新型的构造框图，以及它与电网、用电器(D)、蓄电池(GB)、控制电平输出系统(C)之间的配合关系。图1中，本实用新型是由自动电源变换器(A)和电控电路(B)两部分构成的。电网-→自动电源变换器(A)，表示电网给本实用新型输入电网电。自动电源变换器(A)-→用电器(D)，表示本实用新型利用电网电或将蓄电池(GB)的直流电逆变为220伏交流电给用电器(D)供电。自动电源变换器(A)←-→蓄电池(GB)，表示本实用新型利用电网电给蓄电池(GB)充电或将蓄电池(GB)的直流电逆变为220伏交流电。蓄电池(GB)-→电控电路(GB)，表示蓄电池(GB)给电控电路(B)提供工作电源。控制电平输出系统(C)-→电控电路(B)-→自动电源变换器(A)，表示控制电平输出系统(C)输出控制电平控制着电控电路(B)，再由电控电路(B)控制着自动电源变换器(A)给或不给用电器(D)供220伏交流电，这种给或不给用电器(D)供电，只受控制电平的控制，不受电网有无电的限制：电网有电利用电网电供电，电网无电则将蓄电池(GB)的直流电逆变为220伏交流电供电。

图2是本实用新型的一个实施例的电原理图。图2中，220伏输入，220伏交流电输入端，有两个电极1和2端。220伏输出1、220伏输出2，220伏交流电输出端1和220伏交流电输出端2，它们分别有两个电极1和2端。DC，直流电输入输出端，有两个电极+和-端。T，变压器，有三个绕组，分别是初级绕组L₁、次级主绕组L₂、次级副绕组L₃，L₁两端引出头为1和2端，L₂两端引出头和中心抽头分别是3、5和4端，L₃两端引出头和中心抽头分别是6、8和7端。R₃，起振电阻。R₄，限流电阻。VD₅，二极管。VT₃、VT₄，三极管，在充电电路中其等效于二只整流二极管，构成整流电路，在逆变电路中其为形成推挽式振荡的二只三极管，它们和R₃、R₄、VD₅以及变压器T次级的主、副绕组L₂和L₃构成振荡电路。KAo，继电器，识别4转换电路，有三组转换触点kao_-1、kao_-2、kao_-3，吸合线圈KAo有两个输入端1和2端。SAo，动合开关，充电开关。FU₁、FU₂，分别是交流熔断器和直流熔断器。HL，指示灯。以上是构成本实施例的自动电源变换器(A)部分的各元器件以及它们所在的各个电路。

图2中，XS，插座，控制电平输入端，有三个输入端1、2、3端。R₁、R₂，均为限流电阻。VD₁、VD₂，均为隔离二极管。VD₃、VD₄均为保护二级管。VT₁、VT₂，三极管，VT₁和R₁、VD₁构成驱动电路1，VT₂和R₂、VD₂构成驱动电路2。Ko，继电器，方式转换电路，有三组转换触点ko_-1、ko_-2、ko_-3，吸合线圈Ko有两个输入端1和2端。K₁、K₂，继电器，分别为供电控制电路1和供电控制电路2，分别有一组动合触点k₁和K₂，吸合线圈K₁和K₂分别有两个输入端1和2端。以上是构成本实施例电控电路(B)部分的各元器件以及它们所在的各个电路。

如图2所示，本实施例各元器件之间的电连接——以下简称连接是这样的。

L₁的1端分4路连接：第1路连接至FU₁的一端，FU₁的另一端连接至220伏输入的1端；第2路连接至KAo线圈的1端；第3、4路分别连接至220伏输出1和220伏输出2的2端。L₁的2端分4路连接：第1路连接至SAo静触点；第2路连接至kao_-1常开触点；第3、4路分别连接至k₁和K₂的静触点，k₁、k₂动触点分别连接至220伏输出1和220伏输出2的1端。L₂的3和5端分别连接至VT₃、VT₄的集电极。L₂的3端和L₃的8端为同名端。

ko_-1的动触点连接于220伏输入的2端；ko_-1常闭触点连接至SAo动触点，常开触点一路连接至kao_-1动触点，另一路连接至KAo线圈2端。ko_-2、ko_-3动触点分别连接至VT₃和VT₄基极，常闭触点均接地——电路地，即DC“-”极，以下同，常开触点分别连接至kao_-2、kao_-3的动触点。kao_-1常闭触点悬空；kao_-2、kao_-3常闭触点分别连接至T的6和8端。常开触点均接地。

DC“+”极连接至FU₂的一端，FU₂另一端分5路连接：第1路连接至L₂的4端；第2路连接R₃的一端，R₃另一端分别和VD₅负极、R₄一端连接，R₄另一端连接至L₃的7端；第3、4、5路分别连接至Ko、K₁、K₂线圈的1端。DC“-”极为电路地。VT₃、VT₄的发射极均接地。VD₅正极接地。

HL两端分别连接于L₃的7和8端。

VD₃、VD₄正极分别连接K₁和K₂线圈2端，负极连接至K₁和K₂线圈的1端。

VT₁和VT₂基极分别连接R₁和R₂的一端，R₁和R₂的另一端分别连接XS的1和2端；集电极一路分别连接至K₁和K₂线圈2端，另一路分别连接至VD₁和VD₂负极，VD₁和VD₂正极均连接至Ko线圈2端；发射极均接地。XS的3端接地。

本实施例可以从XS输入两路控制电平在不管电网有无电时分别控制给两个用电器的供电，工作原理如下：

将220伏输入的1和2端与电网连接，将用电器1和用电器2的220伏电源输入端分别与220伏输出1和220输出2的1和2端连接。将DC的“+”和“-”极分别与蓄电池的正极、负极连接，将控制电平输出系统的控制电平输出端与XS的1、2、3端连接。

以XS的3端为零电位——电路地，当控制电平输出系统输出控制电平使XS的1端为高电平时，该高电平经限流电阻R₁加至VT₁基极，VT₁由截止变为导通，DC电压分别加至K₁线圈并经VD₁加至Ko线圈两端，Ko、K₁吸合，ko_-1、ko_-2、ko_-3的动触点均与常开触点接通，k₁也接通。本实施例的自动电源变换器(A)处于自动状态。此时分两种情况：

第一，电网有电。电网电经FU₁、ko_-1常开触点加至KAo线圈两端，KAo吸合，kao_-1、kao_-2、kao_-3动触点均与常开触点接通。电网电又经FU₁和ko_-1、kao_-1常开触点加至L₁的1和2端。由于k₁接通，电网电又经k₁和220伏输出1给用电器1供电。

另外，因VT₃、VT₄基极分别经ko_-2、kao_-2和ko_-3、kao_-3常开触点接地，VT₃、VT₄等效于二只整流二极管。由T、VT₃、VT₄等构成的变压、全波整流电路即充电电路经DC给蓄电池充电。

第二，电网无电。经FU₁、ko_-1常开触点、220伏输入接入电网的KAo线圈两端无电网电输入，KAo不吸合，kao_-1、kao_-2、kao_-3动触点均与常闭触点接通，即不动作。VT₃和VT₄基极分别经ko_-2常开触点、kao_-2常闭触点和ko_-3常开触点、kao_-3常闭触点连接至L₃的6和8端。由T、VT₃、VT₄、VD₅、R₃、R₄等构成的逆变电路将蓄电池经DC、FU₂提供的直流电，经L₂和L₃的耦合在VT₃和VT₄的集电极、基极之间建立正反馈，形成推挽式自激振荡，产生交流电，该交流电经L₁绕组变压后成为220伏交流电。这个逆变出的交流电经接通的k₁和220伏输出1给用电器1供电。此时，因kao_-1的动触点与常开触点之间被断开，所以L₁与220伏输入之间的通路被断开，逆变电路产生的220伏交流电不会进入电网。图2中，起振电阻R₃为振荡电路起振提供偏置，限流电阻R₄可防止VT₃和VT₄发射结电流过大而损坏。VD₅为L₃形成的激励电压在VT₃、VT₄基极和发射极之间提供激励电流的通路。

综上所述，当XS的1端输入高电平时，无论电网有无电，本实施例均可给用电器1供220伏交流电。

同样原理，当XS的2端或XS的1和2端同时输入高电平时，本实施例的自动电源变换器(A)均处于自动状态，无论电网有无电，本实施例均可给用电器2或同时给用电器1和用电器2供220伏交流电。

当XS的1端输入低电平时，VT₁截止，K₁不吸合，本实施例不给用电器1供电；当XS的2端输入低电平时，VT₂截止，K₂不吸合，本实施例不给用电器2供电。

当XS的1和2端同时为低电平时，VT₁、VT₂均截止，Ko、K₁、K₂均不吸合，ko_-1、ko_-2、ko_-3动触点均与常闭触点接通，即不动作，k₁和k₂均断开。VT₃、VT₄基极分别经ko_-2、ko_-3常闭触点接地，VT₃、VT₄仍等效于二只整流二极管，由T、VT₃、VT₄等构成变压、全整流电路即充电电路。此时本实施例的自动电源变换器(A)处于充电状态。接通SAo，当电网有电时，电网电经220伏输入、FU₁和ko_-1常闭触点、KAo加至充电电路L₁的两端，充电电路将电网电变成脉冲直流电经FU₂和DC给蓄电池充电。因k₁、k₂均断开，电网电不会给用电器1和用电器2供电。当电网无电时，充电电路处于等待充电状态。不需充电，断开SAo即可。SAo无论接通或断开，均不影响按控制电平的控制给或不给用电器1和/或用电器2供电。

本实施例中，FU₁为电网电输入提供过流保护。FU₂为直流电的输入输出提供过流保护。HL利用L₃的部分绕组提供点亮电压，HL亮时表示本实施例正在充电或正在给用电器1和/或用电器2供电。

根据用电器总功率——包括工作中任一时刻的总功率的大小应恰当地确定本实施例自动电源变换器(A)部分的输出总功率，再根据这个输出总功率确定自动电源变换器(A)部分各元器件的规格型号以及Ko、K₁、K₂三继电器的规格型号。根据Ko、K₁、K₂线圈的吸合所需的功率和输入的控制电平的情况恰当地确定本实施例中电控电路(B)部分其它各元器件的规格型号。

Claims (1)

1. 一种电控式电源变换器，220伏交流电输入端、220伏交流电输出端、直流电输入输出端、变压器、整流电路、振荡电路、识别转换电路、充电开关构成自动电源变换器，该自动电源变换器在充电状态时，220伏交流电输入端、充电开关、变压器、整流电路、直流电输入输出端依次连接构成充电电路；该自动电源变换器在自动状态时，220伏交流电输入端连接至识别转换电路，识别转换电路根据电网是否有电分别作不同转换，电网有电，受识别转换电路的转换，220伏交流电输入端分两路连接，一路与变压器、整流电路、直流电输入输出端依次连接构成充电电路，另一路与220伏交流电输出端连接，电网无电，受识别转换电路转换，一方面使直流电输入输出端、振荡电路、变压器、220伏交流电输出端依次连接构成逆变电路，另一方面使220伏交流电输入端与逆变电路断开，本实用新型的特征是：控制电平输入端与驱动电路连接，驱动电路再分别与方式转换电路和供电控制电路连接构成电控电路，电控电路与直流电输入输出端连接取得工作电源；受控制电平输入端输入的控制电平控制，驱动电路控制着方式转换电路为充电，供电控制电路为断开状态或者方式转换电路为自动，供电控制电路为接通状态；方式转换电路连接于自动电源变换器的充电--自动转换环节，其分别为充电和自动状态时控制着自动电源变换器分别为充电和自动状态；供电控制电路连接于自动电源变换器的220伏交流电输入端输入的电网电或逆变电路逆变出的220伏交流电通往220伏交流电输出端的通路中，其分别为断开和接通状态时分别断开和接通该通路。