單相和三相對稱斬波高變補償交流穩(wěn)壓器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的單相和三相對稱斬波高變補償交流穩(wěn)壓器，單相：由1個高頻補償變壓器(B)、2個電容(C、C1)、1個電感(L)、4個雙向晶閘管(S1～S4)、2個單向晶閘管(V3、V4)、2個二極管(D1、D2)和2個三極管及其控制電路組成，三相：由3個單相星形連接組成。電路特征是：補償變壓器是高頻變壓器，雙向晶閘管倒相，龔氏對稱斬波電路斬波調(diào)壓。它使用成本低、可靠性好的家用電產(chǎn)品中的電力電子元器件制造，具有體積小、重量輕、成本低、可靠性好、功率因數(shù)高、諧波少、連續(xù)無級、無觸點、精度高、節(jié)能、節(jié)材等優(yōu)點，因此，它是現(xiàn)有觸點炭刷調(diào)節(jié)的家用單相補償式交流穩(wěn)壓器和中等功率三相補償式交流穩(wěn)壓器的更新?lián)Q代產(chǎn)品，有很好的經(jīng)濟效益和社會效益。
【專利說明】單相和三相對稱斬波高變補償交流穩(wěn)壓器
[0001][一]【技術(shù)領(lǐng)域】 本設計涉及倒相斬控式交流調(diào)壓器，尤其是涉及雙向晶閘管倒相、高頻變壓器補償斬控 電壓、對稱斬波電路組成的單相和三相交流穩(wěn)壓器。
[0002] [二]【背景技術(shù)】 目前社會大量生產(chǎn)和使用著炭刷調(diào)壓的家用單相交流穩(wěn)壓和其它場所使用的三相補償 式交流穩(wěn)壓器，由于使用接觸式自耦變壓器，不但需要經(jīng)常維護，而且制造自耦調(diào)壓器工藝 復雜，耗銅材和鋼材較多，隨著銅材和銅材的價格的不斷上漲，生產(chǎn)利潤越來越低，提高銷 售價又很難銷售，因此，希望有新一代交流穩(wěn)壓器替代這類老式產(chǎn)品，特別產(chǎn)量和銷售量巨 大的家用10KVA以下的家用交流穩(wěn)壓器。電磁爐、空調(diào)等家用電力電子產(chǎn)品進入千家戶的 今天，家電中使用的電力電子元器件，由于產(chǎn)量大，不但價格低而且質(zhì)量有保證，例如：電磁 爐等家電中應用的一只帶阻尼二極管的25安1200伏正品IGBT管子只要12元，一只25安 600伏正品雙向晶閘管只要7-8元。因此，家用交流穩(wěn)壓器的生產(chǎn)廠出路在于：少使用價格 上揚的銅材和鋼材，多使用質(zhì)量有保障的兼價的家用電力電子元器件，設計出成本與現(xiàn)有 炭刷調(diào)壓交流穩(wěn)壓器相當，或者更低的家用無觸點補償式交流穩(wěn)壓器。
[0003] [三]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的是不用耗銅材和鋼材多的工頻補償變壓器，使用家電中己廣泛使用的兼 價電力電子元器件，設計出新一代家用無觸點電子交流穩(wěn)壓器電路，用于新一代家用補償 式交流穩(wěn)器產(chǎn)品的生產(chǎn)。本發(fā)明采用四個雙向晶閘管電子開關(guān)完成倒相，使用同一發(fā)明人 已發(fā)明龔氏對稱斬控交流調(diào)壓電路調(diào)壓和使用高頻變壓變換高頻斬波補償電壓，達到少用 銅材和銅材，多用家電中廣泛使用的低價質(zhì)量有保證的電力電子元器件，來達到本發(fā)明設 計的目的。
[0004] 本發(fā)明的單相和三相對稱斬波高變補償交流穩(wěn)壓器有單相和三相兩類，單相：由 高頻補償變壓器（B)、進線濾波電容（C1)、高頻濾波電感（L)、高頻濾波電容（C)、4個雙向 晶閘管（S1?S4)、2個帶阻尼二極管（Dl、D2)的三極管（VI、V2)組成的1個主控雙向全 控電子開關(guān)（S5)、2個單向晶閘管（V3、V4)反并聯(lián)組成1個續(xù)流雙向開關(guān)（S6)及其控制電 路組成，三相：由3個單相星形連接組成，其特征在于：補償變壓器是高頻變壓器，雙向晶閘 管倒相，龔氏對稱斬波調(diào)壓電路調(diào)壓，單相交流穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)：第1交流輸入端（2)與進線濾 波電容（C1) 一端、高頻濾波電感（L) 一端、雙向晶閘管（S1)陽極端、雙向晶閘管（S3)陽極 端連接，第2交流輸入端（1)與第2交流穩(wěn)壓輸出端、進線濾波電容（C1)另一端、雙向晶管 (S2)陽極端、雙向晶間管（S4)陽極端、高頻濾波電容（C) 一端連接，雙向晶間管（S1)陰極 端（4)與雙向晶閘管（S2)的陰極端、三極管（VI)集電極端連接，雙向晶閘管（S3)陰極端
[5] 與雙向晶閘管（S4)陰極端、三極管（V2)集電極端連接，三極管（VI)發(fā)射極端（6)與 單向晶閘管（V3)陽極端、單向晶閘管（V4)陰極端、高頻變壓器初級繞組（W1) -端連接，三 極管發(fā)射極端（7)與單向晶閘管（V3)陰極端、單向晶閘管（V4)陽極端、高頻變壓器初級繞 組（W1)另一端連接，第1交流穩(wěn)壓輸出端（3)與高頻變壓器次級繞組（W2) -端、高頻濾波 電容（C)另一端連接，高頻變壓器次級繞組（W2)另一端（8)與高頻濾波電感（L)另一端連 接，三相交流穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)：由上述3個單相交流穩(wěn)壓器星形連接。
[0005] 本發(fā)明的單相交流穩(wěn)壓電源有1個交流輸入端（2)、1個交流穩(wěn)壓輸出端（3)和1 個交流輸入和交流穩(wěn)壓輸出的公共端（1)、控制2個主控三極管（V1、V2)斬控信號通斷比， 就達到輸出電壓穩(wěn)定的單相交流穩(wěn)壓器。
[0006] 本發(fā)明的三相交流穩(wěn)壓器是由3個相同的單相交流穩(wěn)壓器星形連接，有1個交流 輸入和交流穩(wěn)壓輸出公共零端（N)，3個三相交流輸入端（Al、Bl、C1)和3個三相交流穩(wěn) 壓輸出端（A2、B2、C2)，能同時輸出三相380V交流穩(wěn)定電壓和三個有公共零線（N)的單相 220V交流交流穩(wěn)定電壓，用調(diào)節(jié)3個主控雙向全控電子開關(guān)（S5A、S5B、S5C)中的6個帶阻 尼二極管的三極管控制信號的通斷比調(diào)節(jié)補償電壓大小，達到輸出交流電壓穩(wěn)定的三相交 流穩(wěn)壓器。
[0007] [四]【專利附圖】

【附圖說明】 附圖1是本發(fā)明的單相對稱斬波高變補償交流穩(wěn)壓器主電路。附圖2是本發(fā)明的三相 對稱斬波高變補償交流穩(wěn)壓器主電路。
[0008] [五]【具體實施方式】 由附圖1可知：由4個雙向晶閘管（S1?S4)完成輸入斬波交流調(diào)壓電路電壓的倒相， 由2個帶有阻尼二極管（D1、D2)的三極管（V1、V2)和2個單向晶閘管（V3、V4)組成龔氏對 稱斬波調(diào)壓電路，其斬波高頻輸出電壓直接供給高頻補償變壓器（B)初級繞組（W1)，其次 級繞但（W2)感應的高頻斬波電壓與輸入交流電壓通過高頻濾波電感（L)串聯(lián)，通過高波電 感（L)和高頻電客（C)的濾波和2個三極管（VI、V2)控制極斬波信號通斷比的反饋控制， 就能在交流穩(wěn)壓輸出2端（1、3)輸出穩(wěn)定的電壓，主電路工作原理如下：
[0009] (a)在輸入2端（1、2)電壓高于輸出2端（1，3)電壓時，給2個雙向晶閘管（S1、 S4)正、負半周都加觸發(fā)信號，不給2個雙向晶閘管（S2、S3))觸發(fā)信號。
[0010] 當交流輸入⑵端為正、⑴端為負時，給單向晶閘管（V4)整個正半周加觸發(fā)信 號，不給單向晶閘管（V3)觸發(fā)信號，正半周交流電流通過雙向晶閘管（S1)、三極管（VI)、高 頻變壓器（B)初級繞組（W1)、二極管（D2)、雙向晶閘管（S4)回路的斬波和單向晶閘管（V3) 續(xù)流，在高頻補償變器次級繞組（W2)就感應出與交流輸入端（2)正半周相反的斬波電壓。
[0011] 當交流輸入（2)端為負、（1)端為正時，給單向晶閘管（V3)整個正半周加觸發(fā)信 號，不給單向晶閘管（V4)觸發(fā)信號，正半周交流電流通過雙向晶閘管（S4)、三極管（V2)、高 頻變壓器⑶初級繞組（W1)、二極管（D1)、雙向晶閘管（S1)回路的斬波和單向晶閘管（V4) 續(xù)流，在高頻補償變器次級繞組（W2)就感應出與交流輸入端（2)正半周相反的斬波電壓。。 因此，當交流輸入端2端（1、2)輸入交流電壓時，只要通過調(diào)節(jié)2個三極管（V1、V2)控制極 上的控制信號通斷比，就能調(diào)節(jié)交流輸出2端（1、3)補償電壓值，通過輸出電壓負反饋控制 2個三極管（VI、V2)控制極信號就能達到輸入電壓高于輸出電壓的穩(wěn)壓。
[0012] (b). (a)在輸入2端（1、2)電壓低于輸出2端（1，3)電壓時，給2個雙向晶閘管 (S2、S3)正、負半周都加觸發(fā)信號，不給2個雙向晶閘管（S1、S4))觸發(fā)信號。
[0013] 當交流輸入（2)端為正、⑴端為負時，給單向晶閘管（V4)整個正半周加觸發(fā)信 號，不給單向晶閘管（V3)觸發(fā)信號，正半周交流電流通過雙向晶閘管電子開關(guān)（S3)、三極 管（V2)、高頻補償變壓器（B)初級繞組（W1)、二極管（D1)回路斬波和續(xù)流雙向晶間管（V4) 續(xù)流、在高頻補償變器（B)次級繞組（W2)就感應出與交流輸入端（2)正半周相同的斬波電 壓。
[0014] 當交流輸入端（2)為負、（1)端為正時，給單向晶閘管V3整個正半周加觸發(fā)信號， 不給單向晶閘管V4觸發(fā)信號，負半周交流電流通過雙向晶間管S2、三極管VI、高頻變壓器 B初級繞組W1、雙向晶閘管電子開關(guān)S3的斬波和單向晶閘管V3續(xù)流，在高頻補償變器（B) 次級繞組W2就感應出與交流輸入端（2)負半周相同的斬波電壓。因此，當交流輸入端2端 (1、2)輸入交流電壓時，只要通過調(diào)節(jié)2個三極管（V1、V2)控制極上的控制信號通斷比，就 能調(diào)節(jié)交流輸出2端（1、3)補償電壓值，通過輸出電壓負反饋控制2個三極管（V3、V4)控 制極信號就能達到輸入電壓低于輸出電壓的穩(wěn)壓。
[0015] 由附圖2可知：本發(fā)明的三相對稱斬波高變補償交流穩(wěn)壓器是由附圖1所示的3 個單相對稱斬波高變補償交流穩(wěn)壓器主電路星形連接而成的主電路，它有1個交流輸入和 交流穩(wěn)壓輸出公共零端（N)，3個三相交流輸入端（A1、B1、C1)和3個三相交流穩(wěn)壓輸出端 (A2、B2、C2)，能同時輸出三相380V交流穩(wěn)定電壓和有公共零線（N)的三個單相220V交流 交流穩(wěn)定電壓，用調(diào)節(jié)3個主控雙向全控電子開關(guān)（S5A、S5B、S5C)中的6個三極管的控制 信號通斷比就能調(diào)節(jié)補償電壓大小，達到輸出電壓穩(wěn)定的三相交流穩(wěn)壓器。
[0016] 本發(fā)明由于交流穩(wěn)壓電器電路設計首創(chuàng)，可采用家電中成本低，而質(zhì)量有保障的 雙向晶閘管、單向晶閘管和帶二極管的三極管元器件，因此，具有成本低、功率因數(shù)高、諧波 少、連續(xù)無級、無觸點、精度高等優(yōu)點，是現(xiàn)有家用炭刷調(diào)節(jié)的交流穩(wěn)壓器更新?lián)Q代產(chǎn)品，由 于市場需求量大，因此，具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益。
【權(quán)利要求】
1. 單相和三相對稱斬波高變補償交流穩(wěn)壓器，單相：由高頻補償變壓器（B)、進線濾波 電容（C1)、高頻濾波電感（L)、高頻濾波電容（C)、4個雙向晶閘管（S1?S4)、2個帶阻尼二 極管（D1、D2)的三極管（V1、V2)組成的1個主控雙向全控電子開關(guān)（S5)、2個單向晶閘管 (V3、V4)反并聯(lián)組成1個續(xù)流雙向開關(guān)（S6)及其控制電路組成，三相：由3個單相星形連 接組成，其特征在于：補償變壓器是高頻變壓器，雙向晶閘管倒相，龔氏對稱斬波調(diào)壓電路 調(diào)壓，單相交流穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)：第1交流輸入端（2)與進線濾波電容（C1) 一端、高頻濾波電感 (L) 一端、雙向晶閘管（S1)陽極端、雙向晶閘管（S3)陽極端連接，第2交流輸入端（1)與 第2交流穩(wěn)壓輸出端、進線濾波電容（C1)另一端、雙向晶管（S2)陽極端、雙向晶間管（S4) 陽極端、高頻濾波電容（C) 一端連接，雙向晶間管（S1)陰極端（4)與雙向晶閘管（S2)的陰 極端、三極管（VI)集電極端連接，雙向晶閘管（S3)陰極端（5)與雙向晶閘管（S4)陰極端、 三極管（V2)集電極端連接，三極管（VI)發(fā)射極端（6)與單向晶閘管（V3)陽極端、單向晶 閘管（V4)陰極端、高頻變壓器初級繞組（W1) -端連接，三極管發(fā)射極端（7)與單向晶閘管 (V3)陰極端、單向晶閘管（V4)陽極端、高頻變壓器初級繞組（W1)另一端連接，第1交流穩(wěn) 壓輸出端（3)與高頻變壓器次級繞組（W2) -端、高頻濾波電容（C)另一端連接，高頻變壓 器次級繞組（W2)另一端（8)與高頻濾波電感（L)另一端連接，三相交流穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)：由上 述3個單相交流穩(wěn)壓器星形連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相和三相對稱斬波高變補償交流穩(wěn)壓器，其特征在于：單 相交流穩(wěn)壓電源有1個交流輸入端（2)、1個交流穩(wěn)壓輸出端（3)和1個交流輸入和交流穩(wěn) 壓輸出的公共端（1)、控制2個主控三極管（V1、V2)斬控信號通斷比，就達到輸出電壓穩(wěn)定 的單相交流穩(wěn)壓器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相和三相對稱斬波高變補償交流穩(wěn)壓器，其特征在于：三 相交流穩(wěn)壓器是由3個相同的單相交流穩(wěn)壓器星形連接，有1個交流輸入和交流穩(wěn)壓輸出 公共零端（N)，3個三相交流輸入端（Al、Bl、C1)和3個三相交流穩(wěn)壓輸出端（A2、B2、C2)， 能同時輸出三相380V交流穩(wěn)定電壓和三個有公共零線（N)的單相220V交流交流穩(wěn)定電 壓，用調(diào)節(jié)3個主控雙向全控電子開關(guān)（S5A、S5B、S5C)中的6個帶阻尼二極管的三極管控 制信號的通斷比調(diào)節(jié)補償電壓大小，達到輸出交流電壓穩(wěn)定的三相交流穩(wěn)壓器。
【文檔編號】H02M5/22GK104104235SQ201410356676
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】龔秋聲 申請人:龔秋聲