專利名稱：一種非電磁式連續(xù)調(diào)節(jié)的智能節(jié)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種節(jié)電裝置，用于電壓調(diào)節(jié)。
背景技術(shù)：
目前，市場上廣泛使用的降壓節(jié)電產(chǎn)品，在實(shí)現(xiàn)方法上大部分采用 電磁變壓器式抽頭技術(shù)，用這種技術(shù)制作的降壓節(jié)電產(chǎn)品雖然是純正弦波輸出， 可靠性高，負(fù)載能力強(qiáng)，但缺點(diǎn)也非常明顯。首先由于都采用電磁變壓器，體 積大，笨重，采用大量的高能耗且稀有的銅和矽鋼片等金屬，成本不斷上升， 違背產(chǎn)品本身的節(jié)能理念。由于采用變壓器抽頭式調(diào)壓，屬于有級調(diào)節(jié)，在調(diào) 節(jié)過程中，會出現(xiàn)瞬間的停電現(xiàn)象。盡管采用電機(jī)伺服式電磁感應(yīng)變壓器可實(shí) 現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，但這種方式不便于三相獨(dú)立調(diào)節(jié)，無法適應(yīng)三相不平衡負(fù)載，還 由于存在機(jī)械觸點(diǎn)，壽命較短。本發(fā)明克服了以上產(chǎn)品缺點(diǎn)，采用最新電子電力控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了照明節(jié) 電裝置的革命性變化。首先，它實(shí)現(xiàn)了降壓過程中的無觸點(diǎn)連續(xù)平滑調(diào)節(jié)，在 調(diào)節(jié)過程中，沒有電壓突變現(xiàn)象，不影響負(fù)載壽命。由于不采用笨重的電磁變 壓器，產(chǎn)品重量、體積、成本大大降低，節(jié)約了資源。在產(chǎn)品的使用過程中， 根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，可靈活的設(shè)置節(jié)電模型，達(dá)到最佳的節(jié)電效果。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是一種非電磁式連續(xù)調(diào)節(jié)的智能節(jié)電裝置。該裝置棄用傳統(tǒng)的電磁變壓器，用大功率器件IGBT作為功率調(diào)整器件。通過顯示操作界面，設(shè) 置電壓-時(shí)間曲線，根據(jù)設(shè)置的電壓-時(shí)間曲線，對輸出電壓進(jìn)行自動連續(xù)調(diào)節(jié)。 其特點(diǎn)是體積小，重量輕，成本低，連續(xù)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍寬，輸出為純正弦波， 無畸變，無電磁污染，適合各類負(fù)載，控制靈活，可任意設(shè)置節(jié)電率。本發(fā)明 是通過如下方法實(shí)現(xiàn)的-本裝置通過高頻切割輸入電壓，再經(jīng)濾波網(wǎng)絡(luò)濾除高頻部分，得到調(diào)節(jié)后的正弦波輸出。首先通過鍵盤來設(shè)定若干個(gè)時(shí)間段及其每個(gè)時(shí)間段的輸出電壓 目標(biāo)值，在每個(gè)時(shí)間段，設(shè)定的電壓目標(biāo)值和實(shí)際輸出電壓值進(jìn)行比較，如果 實(shí)際電壓值高于設(shè)定值，則P麗脈寬調(diào)整模塊輸出的P麗信號占空比增大，反 之，則減小，這個(gè)P麗信號經(jīng)隔離，放大，驅(qū)動執(zhí)行器件IGBT，直至輸出電壓 與設(shè)定電壓相等，從而達(dá)到調(diào)節(jié)電壓的目的。本裝置采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。包括信號采集模塊、pmi脈寬調(diào)整模塊、鍵盤顯示模塊、C認(rèn)總線通訊模塊等。各模塊之間通過CAN總線實(shí)現(xiàn)彼此間的通訊，使硬件線路更加簡潔。針對本裝置內(nèi)部諧波干擾大的特點(diǎn)，主控芯片采用高可靠性的CPLD邏輯器 件實(shí)現(xiàn)P麗脈沖控制，避免了一般單片機(jī)抗干擾能力差和FPGA成本高的缺點(diǎn)， 提高了整機(jī)的可靠性，降低了成本。本裝置設(shè)有過壓、欠壓、超溫、缺相、過流等保護(hù)功能，當(dāng)工作中出現(xiàn)異 常時(shí)，自動發(fā)出聲光報(bào)警，并自動切入旁路工作狀態(tài)。本裝置的關(guān)鍵部分即功率調(diào)節(jié)執(zhí)行部分由IGBT實(shí)現(xiàn)。IGBT按特定的架構(gòu)形 式連接，根據(jù)輸入電壓的相位控制主控IGBT和續(xù)流IGBT的工作時(shí)序，完成對 輸入電壓的有效切割，再通過低通濾波網(wǎng)絡(luò)濾除高頻部分，實(shí)現(xiàn)正弦波電壓的 輸出。


附圖1:控制原理圖①鍵盤顯示模塊②信號采集模塊③P麗脈寬 調(diào)整模塊④CAN總線通訊模塊⑤電壓調(diào)整模塊附圖2:電壓調(diào)整電路圖⑥低通濾波電路⑦輸入濾波電路⑧脈寬調(diào)制電路1 ⑨脈寬調(diào)制電路2⑩輸入電壓相位采樣電路 )續(xù)流電路具體實(shí)施方式
本裝置采用模塊化結(jié)構(gòu)，CAN總線通訊方式。PWM脈寬調(diào)整模塊 通過CAN總線，將鍵盤設(shè)置的電壓和信號采集模塊采集的輸出電壓進(jìn)行比較，計(jì)算，輸出P麗信號到電壓調(diào)整模塊，進(jìn)行電壓調(diào)整，輸出調(diào)節(jié)后的正弦波電 壓。在運(yùn)行過程中，可實(shí)時(shí)的顯示裝置的運(yùn)行參數(shù)，如輸出電壓，輸出電流， 裝置內(nèi)部溫度等。如果出現(xiàn)過壓、過流、超溫等異常時(shí)，進(jìn)行聲光報(bào)警并自動 切入旁路工作狀態(tài)。本裝置的電壓調(diào)整電路采用功率器件IGBT按共發(fā)射極連接成雙向?qū)ǚ?式，并設(shè)有續(xù)流電路，根據(jù)輸入電壓相位信號，使主控回路和續(xù)流回路按正確 時(shí)序交替工作，對輸入電壓進(jìn)行高頻斬波，再通過低通濾波電路濾除高頻諧波， 輸出調(diào)節(jié)后的正弦波電壓。輸入端設(shè)有濾波電路，抑制諧波對電網(wǎng)的干擾。
權(quán)利要求
1. 一種非電磁式連續(xù)調(diào)節(jié)的智能節(jié)電裝置，其特征在于該裝置由控制電路和電壓調(diào)節(jié)執(zhí)行電路構(gòu)成，棄用傳統(tǒng)的電磁變壓器，用功率調(diào)節(jié)模塊自動調(diào)節(jié)輸出電壓大?。豢刂齐娐酚尚盘柌杉K、PWM脈寬調(diào)整模塊、PWM驅(qū)動模塊構(gòu)成；電壓調(diào)節(jié)執(zhí)行電路由功率調(diào)節(jié)模塊和濾波網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)純凈的正弦波電壓輸出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非電磁式連續(xù)調(diào)節(jié)的智能節(jié)電裝置，其特征在于: 電壓調(diào)節(jié)功能由IGBT構(gòu)成，并設(shè)有續(xù)流電路，通過低通濾波器濾除高頻諧波。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非電磁式連續(xù)調(diào)節(jié)的智能節(jié)電裝置，其特征在于: 為了降低大功率器件IGBT溫升，將IGBT及其散熱片安裝在封閉的風(fēng)道中，出 風(fēng)口用風(fēng)機(jī)排風(fēng)散熱。
全文摘要
本發(fā)明是一種非電磁式連續(xù)調(diào)節(jié)的智能節(jié)電裝置，用于電壓調(diào)節(jié)。該裝置由控制電路和電壓調(diào)節(jié)執(zhí)行電路構(gòu)成，棄用傳統(tǒng)的電磁變壓器，采用大功率器件IGBT作為功率調(diào)整器件，通過電感濾波，實(shí)現(xiàn)純正弦波輸出。通過顯示操作界面，設(shè)置電壓-時(shí)間曲線，輸出電壓按設(shè)置的電壓-時(shí)間曲線自動運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對輸出電壓的自動連續(xù)調(diào)節(jié)。該裝置與采用傳統(tǒng)的電磁變壓器的同類設(shè)備相比，體積小，重量輕，成本低，效率高，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，通過靈活設(shè)置節(jié)電模型，可達(dá)到最佳的節(jié)電效果。
文檔編號H02M5/293GK101267162SQ20071013569
公開日2008年9月17日 申請日期2007年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月14日
發(fā)明者任永濤, 燕 劉, 房立星, 李金升, 永 柳, 苗國清, 高海軍, 斌 魏 申請人:臧洪海