專利名稱：負(fù)載補(bǔ)償功率源穩(wěn)壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交流穩(wěn)壓裝置，特別是利用負(fù)載電流提高穩(wěn)定性能和波形純度的功率穩(wěn)壓裝置。
背景技術(shù)：
以信息技術(shù)設(shè)備(包括電氣事務(wù)設(shè)備)為代表的精密設(shè)備，對供電功率源的要求越來越高。CN862104009以屏蔽和隔離作為抑制脈沖干擾的手段，但制作部件復(fù)雜，整機(jī)重量較大。ZL901030085利用振蕩器帶寬抑制電磁干擾，它通過對振蕩器部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)使該發(fā)明裝置獲得良好的抗干擾和穩(wěn)壓性能。但上述二項(xiàng)在負(fù)載變化很大情況下，其負(fù)載穩(wěn)壓性能和波形畸變較大。特別在輸入電壓低端(如單相標(biāo)準(zhǔn)220V，降至160V時(shí))由于負(fù)載能力差，在滿負(fù)載條件下，負(fù)載引起電壓降落較大，使輸出電壓降低，此時(shí)輸出波形失真也較大。而且由于輸入電壓低，輸入電流必增大，相關(guān)效應(yīng)裝置的噪音也增大，此時(shí)為提高輸出電壓，用增大鐵芯、增大銅線截面積辦法，必然造成原材料浪費(fèi)，增大成本是不可取的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種體積小穩(wěn)壓度高、輸出波形純正的功率穩(wěn)壓裝置。
本發(fā)明解決辦法是變壓器采用EI型鐵芯，輸入繞組(1-1’)套入第二柱，次級繞組由套入第一柱的輸出主繞組(2-2’)和套入第三柱的負(fù)載補(bǔ)償繞組(3-3’)串聯(lián)組成，繞組(1-1’)工作于磁化曲線的線性段，繞組(2-2’)工作于磁化曲線的飽和段，在輸出主繞組(2-2’)的兩端并聯(lián)有由一組以上的電感、電容組成的串聯(lián)分路；輸入繞組(1-1’)采用一個(gè)整體繞組，負(fù)載補(bǔ)償繞組(3-3’)工作于磁化曲線的飽和段，在負(fù)載補(bǔ)償繞組(3-3’)鐵芯上端口有磁隙H1，輸出主繞組(2-2’)和上述電感、電容組成由輸入繞組(1-1’)激勵(lì)的基波功率振蕩器，該振蕩器中心頻率調(diào)準(zhǔn)電網(wǎng)中心頻率。
上述結(jié)構(gòu)與ZL901030058差異在于前者的是由兩部件組成，本發(fā)明采用一個(gè)整體繞組(1-1’)，前者磁隙H1在中部，本發(fā)明磁隙H1位于小柱端口，寬為1.5-3.5mm，因此大量減小ZL901030058組成E的小片產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)噪音。圖1中L0的輸出大繞組(2-2’)，L3C3和L5C5是一個(gè)諧振回路。而L3C3和L5C5分別又是三次諧波和五次諧波的串聯(lián)諧振分路，它們也各自產(chǎn)生自身的高階奇次諧波，如L3C3除本身的3×50Hz基波頻率外，還有3×(3×50Hz)頻率、5×(3×50Hz)頻率……；同理L5C5也產(chǎn)生5×50Hz基波頻率和3×(5×50Hz)、5×(5×50Hz)……。本發(fā)明裝置L3硅鋼片鐵芯如圖2中部。L3的線包套在E型的中柱上。中柱中部有磁隙H2，寬度為1.5-2.5mm，該磁隙使L3C3對3×50Hz基波頻率阻抗趨于0，而對3×(3×50Hz)、5×(3×50Hz)……產(chǎn)生衰減。隨著諧波階數(shù)的提高衰減越大。L5硅鋼片鐵芯如圖2右邊，L5的線包套在E型中柱上，中柱中部有磁隙H3，寬度為0.5-1.5mm，它使L5C5對5×50Hz基波頻率阻抗趨于0而3×(5×50Hz)、5×(5×50Hz)……產(chǎn)生衰減。隨著諧波階數(shù)的提高，衰減越大。
在上述結(jié)構(gòu)條件下，圖3橫座標(biāo)描述輸入電壓變化。縱坐標(biāo)描述L0輸出大繞組(2-2’)和輸出小繞組(3-3’)靜態(tài)(零負(fù)載)和動(dòng)態(tài)(以滿負(fù)載為代表)性能。輸出是(2-2’)和(3-3’)兩個(gè)飽和的迭加。因此提高了負(fù)載的穩(wěn)壓性能。(2-2’)是處于振蕩狀態(tài)獲得飽和。(3-3’)是調(diào)整磁隙H1的大小來獲得飽和。


圖1為本發(fā)明的電氣原理圖。
圖2為本發(fā)明變壓器結(jié)構(gòu)圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例測試結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
負(fù)載補(bǔ)償正弦波功率源穩(wěn)壓器裝置5000VA實(shí)施例(1-1’)繞組69匝，銅線截面12mm2，(2-2’)繞組64匝，銅線截面24mm2，(3-3’)繞組14匝，銅線截面12mm2；L3繞組41匝銅線截面12mm2，L5繞組26匝，銅線截面8mm2，C3(280 300)μF，400V，C5(260-280)μF，400V。
硅鋼片鐵芯截面積L0左柱7479mm2，中柱8069mm2，右柱4133mm2，L3中柱5050mm2，L5中柱2660mm2。
上述數(shù)據(jù)優(yōu)化組合當(dāng)(1-1’)輸入電壓160-260V時(shí)，輸出主繞組零負(fù)載時(shí)，保持輸出220V-1.5％，處于飽和狀態(tài)；同時(shí)(3 3’)也輸出14-12.7V，也處于飽和狀態(tài)。零載輸出是大包(2-2’)+小包(3-3’)之合成，見圖3，當(dāng)輸入160V-260V時(shí)，輸出230V-217V，即標(biāo)準(zhǔn)220V(+4.5--1.5)％之間，呈現(xiàn)輸入低時(shí)輸出略高，輸入高時(shí)輸出略低。滿負(fù)載時(shí)，在上述輸入范圍內(nèi)(2-2’)包全負(fù)載輸出為194-212V即220V(-3.6--12)％。此時(shí)呈現(xiàn)輸入低時(shí)，輸出偏離飽和狀態(tài)。本發(fā)明利用(3-3’)包由于負(fù)載增加，電流增加，使該包電壓降增加，此時(shí)(3-3’)輸出22-21V。飽和狀態(tài)比零負(fù)載時(shí)高。全載輸出是大包(2-2’)+小包(3-3’)之合成，見圖3，當(dāng)輸入160V-260V時(shí)，輸出電壓為211V-219V，即標(biāo)準(zhǔn)220V(-4-0.5)％之間。負(fù)載能力特別是輸入電壓低端獲得明顯改善。加上L3的H2和L5的H3作用，獲得了零負(fù)載時(shí)2％的總諧波失真、滿負(fù)載時(shí)1.4％的總諧波失真。至此達(dá)到了本發(fā)明利用負(fù)載電流提高輸入電壓低端滿負(fù)載時(shí)的穩(wěn)壓性能和利用磁隙獲得高純度正弦波的目的。
權(quán)利要求
1.一種負(fù)載補(bǔ)償功率源穩(wěn)壓裝置，包括機(jī)箱和單相電源變壓器，該變壓器采用EI型鐵芯，輸入繞組(1-1’)套入第二柱，次級繞組由套入第一柱的輸出主繞組(2-2’)和套入第三柱的負(fù)載補(bǔ)償繞組(3-3’)串聯(lián)組成，繞組(1-1’)工作于磁化曲線的線性段，繞組(2-2’)工作于磁化曲線的飽和段，在輸出主繞組(2-2’)的兩端并聯(lián)有由一組以上的電感、電容組成的串聯(lián)分路；其特征在于輸入繞組(1-1’)采用一個(gè)整體繞組，負(fù)載補(bǔ)償繞組(3-3’)工作于磁化曲線的飽和段，在負(fù)載補(bǔ)償繞組(3-3’)鐵芯上端口有磁隙H1，輸出主繞組(2-2’)和上述電感、電容組成由輸入繞組(1-1’)激勵(lì)的基波功率振蕩器，該振蕩器中心頻率調(diào)準(zhǔn)電網(wǎng)中心頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述負(fù)載補(bǔ)償功率源穩(wěn)壓裝置，其特征在于與上述輸出繞組(2-2’)的兩端并聯(lián)的電感采用EI型鐵芯，繞組套入中柱，在中柱鐵芯中部有磁隙。
3.按權(quán)利要求1或2所述負(fù)載補(bǔ)償功率源穩(wěn)壓裝置，其特征在于第三柱鐵芯端磁隙H1寬度1.5-3.5mm，該隙以空氣為介質(zhì)。
4.按權(quán)利要求1或2所述的負(fù)載補(bǔ)償功率源穩(wěn)壓裝置，其特征在于所述電感中柱鐵芯中部磁隙H2的寬度1.5-2.5mm，磁隙H3的寬度為0.5-1.5mm該隙以環(huán)氧板為介質(zhì)。
5根據(jù)權(quán)利要求1所述負(fù)載補(bǔ)償功率源穩(wěn)壓裝置，其特征在于在輸出主繞組(2-2’)的兩端并聯(lián)的電感、電容組成的串聯(lián)分路有二組。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種負(fù)載補(bǔ)償功率源穩(wěn)壓裝置的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)有的穩(wěn)壓裝置在負(fù)載變化很大情況下，其負(fù)載穩(wěn)壓性能降低，波形畸變增大，采用增大鐵芯、增大銅線截面積辦法，必然造成原材料浪費(fèi)；本發(fā)明的輸入繞組采用一個(gè)整體繞組(1－1’)，負(fù)載補(bǔ)償繞組(3－3’)工作于磁化曲線的飽和段，在其鐵芯上端口有磁隙H
文檔編號G05F3/04GK1508644SQ0214966
公開日2004年6月30日 申請日期2002年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月18日
發(fā)明者周昭仲 申請人:周昭仲