專利名稱:抗干擾型交流穩(wěn)壓電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種交流穩(wěn)壓電源。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,越來越多的精密電子設(shè)備應(yīng)用于各個領(lǐng)域,如電子計算機(jī)、程控交換機(jī)、CT掃描儀和核磁共振等以數(shù)字處理為基礎(chǔ)的各種電子電氣裝置,這些設(shè)備要求電源電壓穩(wěn)定并能抑制各種電源噪聲干擾,實際上,這些設(shè)備相當(dāng)多的故障是由電源噪聲干擾引起的。而目前市場上的凈化交流穩(wěn)壓電源尚存在以下不足一是源電壓范圍窄,不適應(yīng)國內(nèi)電網(wǎng)電壓波動較大的國情,因此不能有效地保證計算機(jī)、精密儀器及通訊設(shè)備等的正常工作;二是功率太小,局限在20KW以下;三是帶開關(guān)性負(fù)載容易自激,負(fù)載適應(yīng)性差。
本實用新型的目的在于提供一種穩(wěn)壓范圍寬、輸出功率大、負(fù)載能力和抗干擾能力強(qiáng)的交流穩(wěn)壓電源。
本實用新型的技術(shù)方案之一是它包括耦合電感器B1、電感L4、雙向可控硅SCR和控制電路,其中在耦合電感器B1中引出兩個接點分別連接輸入、輸出端,則耦合電感器B1分為L1、L2、L3三部分,其中L2跨接在輸入和輸出端之間,耦合電感器B1與電容C3并聯(lián),L3串接電容C4之回路與輸出端并聯(lián),電感L4與雙向可控硅SCR串聯(lián)構(gòu)成靜止無功發(fā)生器并與電容C2并聯(lián)。這樣以L1、L2、C3構(gòu)成LC諧振濾波電路,L3、C4構(gòu)成濾波電路。輸入端并聯(lián)一個濾波電容C1。
本實用新型的技術(shù)方案之二是它也包括耦合電感器B1、電感L4、雙向可控硅SCR和控制電路,在耦合電感器B1中部引出一個接點連接輸入端,耦合電感器B1分為同芯的L1、L2兩部分,L2跨接在輸入端和輸出端之間,耦合電感器B1與電容C3并聯(lián)。電感L4與雙向可控硅SCR串聯(lián)構(gòu)成靜止無功發(fā)生器并與電容C2并聯(lián)。輸入端并聯(lián)一個濾波電容C1。該方案與方案一的原理相近,結(jié)構(gòu)上只是未用L3和C4構(gòu)成的濾波電路,而以L1、L2、C3構(gòu)成LC諧振濾波電路,同樣可實現(xiàn)本實用新型之目的,且結(jié)構(gòu)更簡單,成本更低。
在上述兩方案中,本實用新型中的控制電路相同,包括同步鋸齒波發(fā)生器、閉環(huán)PID調(diào)節(jié)器及取樣電路等電路,閉環(huán)PID調(diào)節(jié)器包括比例、積分、微分電路。同步鋸齒波發(fā)生器連接L1和C2之接點,閉環(huán)PID調(diào)節(jié)器與雙向可控硅SCR相連。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實用新型。
圖1是本實用新型方案一的電路原理圖;圖2是本實用新型方案二的電路原理圖。
在圖1和圖2中,反映了本實用新型的兩個方案的電路原理結(jié)構(gòu)。由R1、電橋D1、時基電路IC1、C8、R8、R9、BG1、D2和D3共同組成同步鋸齒波發(fā)生器,由電阻W1、電橋D5、R10、R11、PID電路芯片IC2、R4、R5、R6、R7、C5、C6和C7共同組成閉環(huán)的PID調(diào)節(jié)器,而R2、R3、BG2用于增加驅(qū)動可控硅SCR的能力。IC3為穩(wěn)壓集成塊。
R1為限流電阻,電橋D1將耦合電感器B1和雙向可控硅SCR回路輸出的正弦波電壓轉(zhuǎn)換成單向脈動電壓,該電壓加在時基電路,由BG1、D2、D3、R8、R9構(gòu)成一個恒流源向C8充電,這樣通過時基電路IC1的作用,C8上的電壓將形成與上述的正弦波電壓同步的鋸齒波電壓。閉環(huán)PID調(diào)節(jié)器在輸出端設(shè)置一個輸出電壓參考值,由PID電路芯片將該參考值及取樣電路的取樣值進(jìn)行比較和處理,然后產(chǎn)生一個控制信號,經(jīng)脈寬調(diào)制后,經(jīng)BG2、R2控制雙向可控硅SCR使其在工作過程中維持適當(dāng)?shù)膶?dǎo)通角,該導(dǎo)通角可在0至180度全范圍調(diào)整。通過這種閉環(huán)反饋控制實現(xiàn)本實用新型連續(xù)、精確的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)。
本實用新型工作時,當(dāng)輸入電壓Vi升高時,雙向可控硅SCR關(guān)閉而開路,此時容抗大于感抗,形成容性阻抗,多余部分的阻抗將被抵消,從而又使電壓下降而保持Vo穩(wěn)定;當(dāng)輸入電壓Vi下降時,SCR打開而全通,L4和C2并聯(lián),使感抗大子容抗,形成感性阻抗,與L1之感抗相疊加后,又促使電壓升高以維持輸出電壓Vo穩(wěn)定,實現(xiàn)電源穩(wěn)壓之目的。本實用新型的兩方案的不同只在于方案一比方案二多了濾波電路而加強(qiáng)濾波效果,但通過電路元件參數(shù)的合理選擇,兩方案可達(dá)到同樣的輸出性能指標(biāo)。
本實用新型由于采用獨特的耦合電感器B1結(jié)構(gòu)及其與電容器之間合理的聯(lián)接關(guān)系,使由L1、L2、C3構(gòu)成的諧振濾波電路工作在不飽和狀態(tài),從而大大擴(kuò)展了穩(wěn)壓工作范圍,源電壓范圍可達(dá)到130至300伏,輸出功率可達(dá)到0至300KW,效率大于90%,負(fù)載功率因數(shù)達(dá)到0.8;另一方面又大大拓寬了濾波頻域,提高了濾除電源噪聲干擾的能力,具有很寬頻譜的抗干擾能力,抗尖峰干擾能力輸入2000伏,輸出小于40伏,而穩(wěn)壓精度達(dá)到220±0.5%。本實用新型的負(fù)載能力極強(qiáng),能適應(yīng)各種感性、容性或開關(guān)性負(fù)載。本實用新型的主要性能指標(biāo)都已達(dá)到或超過國家標(biāo)準(zhǔn),作為一種凈化型交流穩(wěn)壓電源可有效地保證用電裝置的正常工作、減少故障率并延長使用壽命。
本實用新型不僅性能優(yōu)越,可靠性高,而且結(jié)構(gòu)簡單,成本不高,適用于計算機(jī)、程控交換機(jī)、CT掃描儀等各種電子電氣裝置,實用性強(qiáng),并容易形成輸出功率大小不等的一系列抗干擾交流穩(wěn)壓電源產(chǎn)品,在當(dāng)今不斷發(fā)展的電子信息時代,具有廣闊的市場前景和發(fā)展?jié)摿Α?br>
權(quán)利要求1.一種抗干擾型交流穩(wěn)壓電源,包括耦合電感器B1、電感L4、雙向可控硅SCR和控制電路,其特征在于在耦合電感器B1中部引出兩個接點分別連接輸入、輸出端,耦合電感器B1分為同芯的L1、L2、L3三部分,L2跨接在輸入端和輸出端之間,耦合電感器B1與電容C3并聯(lián),L3串接電容C4之回路并聯(lián)在輸出端。
2.一種抗干擾型交流穩(wěn)壓電源,包括耦合電感器B1、電感L4、雙向可控硅SCR和控制電路,其特征在于在耦合電感器B1中部引出一個接點連接輸入端,耦合電感器B1分為同芯的L1、L2兩部分,L2跨接在輸入端和輸出端之間,耦合電感器B1與電容C3并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗干擾型交流穩(wěn)壓電源,其特征在于電感L4與雙向可空硅SCR串聯(lián)構(gòu)成靜止無功發(fā)生器并與電容C2并聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗干擾型交流穩(wěn)壓電源,其特征在于輸入端并聯(lián)一個濾波電容C1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗干擾型交流穩(wěn)壓電源,其特征在于控制電路包括同步鋸齒波發(fā)生器、閉環(huán)PID調(diào)節(jié)器及取樣電路,同步鋸齒波發(fā)生器連接L1和L4之接點,閉環(huán)PID調(diào)節(jié)器與雙向可控硅SCR相連。
專利摘要一種交流穩(wěn)壓電源,包括耦合電感器、電感、雙向可控硅和控制電路,在耦合電感器中部引出兩個接點分別連接輸入、輸出端,耦合電感器分為同芯的L1、L2、L3三部分,L2跨接在輸入、輸出端之間,耦合電感器與電容C3并聯(lián),L3串接電容C4之回路并聯(lián)在輸出端,但也可省去該回路。本實用新型穩(wěn)壓范圍寬,可達(dá)到130至300伏,輸出功率大,可高達(dá)300KW,負(fù)載能力強(qiáng),可適應(yīng)感性、容性或開關(guān)性負(fù)載,抗干擾能力強(qiáng),性能優(yōu)越,適用于各種電子電氣裝置。
文檔編號G05F3/06GK2293087SQ9723820
公開日1998年9月30日 申請日期1997年5月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月19日
發(fā)明者聶泳培 申請人:聶泳培