一種二極管續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種二極管續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中交流斬波的續(xù)流不及時和斬波頻率進(jìn)一步提高受到限制的問題。本發(fā)明包括交流斬波主電路和負(fù)載，交流斬波主電路包括交流斬波開關(guān)組件、擔(dān)任續(xù)流功能的二極管D1和D2，擔(dān)任匯流和隔離功能的交流同步開關(guān)T1和T2、濾波電容C和交流負(fù)載RL。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了采用兩只二極管和兩只交流電同步開關(guān)及電路連接對交流斬波的正、負(fù)半波分別進(jìn)行及時續(xù)流的目的，由于是在斬波開關(guān)每次關(guān)斷時的及時續(xù)流，且不再需要設(shè)置死區(qū)時間，所以使得斬波頻率得以進(jìn)一步提高，達(dá)到提升交流斬波電路性能的目的。
【專利說明】一種二極管續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及市電交流斬波調(diào)壓【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種二極管續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]見圖1，交流斬波是實(shí)現(xiàn)市電調(diào)壓變換的一種最好的技術(shù)形式，當(dāng)交流斬波后所接負(fù)載是電感性時，由于感抗的作用，就必須要在斬波開關(guān)關(guān)斷時進(jìn)行續(xù)流。目前采取的續(xù)流方案均是采用在交流斬波開關(guān)組件后并聯(lián)連接承擔(dān)續(xù)流作用的電子開關(guān)的結(jié)構(gòu)形式來實(shí)現(xiàn)續(xù)流；就是說，無論斬波開關(guān)電路的具體結(jié)構(gòu)如何，都必不可少的要在斬波開關(guān)I后的電路上并接續(xù)流開關(guān)2 ;斬波開關(guān)和續(xù)流開關(guān)都是采用IGBT開關(guān)元件，IGBT開關(guān)元件的開通和關(guān)斷需要時間，而為了防止續(xù)流開關(guān)2導(dǎo)通可能造成對斬波后電路的短路，必需對斬波電子開關(guān)和續(xù)流開關(guān)的控制信號進(jìn)行非常精確的控制，而且還必須在斬波開關(guān)關(guān)斷時刻和續(xù)流開關(guān)開通時刻之間設(shè)置一個間隔時間，俗稱“死區(qū)時間”，因為有“死區(qū)時間”，所以會造成在斬波開關(guān)在關(guān)斷時的續(xù)流不及時，還因為需要設(shè)置“死區(qū)時間”，使得交流斬波的頻率進(jìn)一步提高受到了限制。在進(jìn)行三相交流斬波時，還需要對斬波電子開關(guān)和續(xù)流電子開關(guān)的控制信號的相位進(jìn)行更為精確和復(fù)雜的控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是克服現(xiàn)今交流斬波主電路結(jié)構(gòu)的不足，提供了一種用二極管作為續(xù)流元件實(shí)現(xiàn)續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的主電路結(jié)構(gòu)由兩只二極管和兩只交流同步開關(guān)通過電路連接，實(shí)現(xiàn)了無需設(shè)置“死區(qū)時間”，在斬波開關(guān)關(guān)斷瞬間就進(jìn)行的及時續(xù)流。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種二極管續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)，包括交流斬波開關(guān)組件、由二極管Dl和二極管D2組成的二極管續(xù)流組件、由交流同步開關(guān)Tl和交流同步開關(guān)T2組成的交流同步開關(guān)組件、濾波電容以及負(fù)載。交流斬波開關(guān)組件的輸入端與市電的相線連接，二極管Dl的正極、二極管D2的負(fù)極和濾波電容的一端均與市電的中性線連接，交流斬波開關(guān)組件的正半波輸出端與二極管Dl的負(fù)極和交流同步開關(guān)Tl的集電極連接，交流斬波開關(guān)組件的負(fù)半波輸出端與二極管D2的正極和交流同步開關(guān)T2的發(fā)射極連接，交流同步開關(guān)Tl的發(fā)射極和交流同步開關(guān)T2的集電極連接構(gòu)成連接點(diǎn),連接點(diǎn)與濾波電容的另一端連接,交流負(fù)載的兩端與濾波電容的兩端并聯(lián)。
[0005]進(jìn)一步的，所述連接點(diǎn)和所述濾波電容及所述負(fù)載的連接點(diǎn)之間串聯(lián)有電感線圈L0
[0006]交流斬波開關(guān)組件的正半波輸出端與二極管Dl的負(fù)極形成的連接點(diǎn)與交流同步開關(guān)Tl的集電極之間串聯(lián)有電感線圈LI，交流斬波開關(guān)組件的負(fù)半波輸出端與二極管D2的正極形成的連接點(diǎn)與交流同步開關(guān)Tl的發(fā)射極之間串聯(lián)有電感線圈L2。
[0007]進(jìn)一步的，二極管續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)還包括電容Cl和電容C2，交流同步開關(guān)Tl的集電極和電感線圈LI的連接點(diǎn)與電容Cl的一端連接，交流同步開關(guān)T2的發(fā)射極和電感線圈L2的連接點(diǎn)與電容C2的一端連接，電容Cl的另一端和電容C2的另一端均與市電的中性線連接。
[0008]具體地，交流同步開關(guān)Tl的導(dǎo)通和關(guān)斷、交流同步開關(guān)T2的導(dǎo)通和關(guān)斷均與市電的正半波和負(fù)半波的交替變化同步。
[0009]二極管續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)組成的二極管續(xù)流的三相交流斬波主電路包括三個二極管續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)和三相交流電源，三個二極管續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)的電源輸入端分別與所述三相交流電源的每條相線連接，三個二極管續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)的輸出端與三相負(fù)載連接。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
(I)本發(fā)明通過兩只二極管和兩只交流同步開關(guān)及電路連接實(shí)現(xiàn)對交流斬波電路的續(xù)流功能，使交流斬波開關(guān)組件關(guān)斷時的續(xù)流得以及時，比采用專設(shè)續(xù)流開關(guān)元件的續(xù)流的效果更好。
[0011](2)本發(fā)明對斬波控制電路的要求更為簡單，相對現(xiàn)有技術(shù)，提高了本發(fā)明工作的可靠性。
[0012](3)本發(fā)明可以應(yīng)用于任何性質(zhì)負(fù)載的交流斬波調(diào)壓，生產(chǎn)出通用的交流斬波器。也可以生產(chǎn)出具有自動穩(wěn)壓功能的交流電源。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)的電路圖。
[0014]圖2是本發(fā)明中實(shí)施例1的電路圖。
[0015]圖3是圖2中交流斬波開關(guān)組件的正半波輸出端輸出的斬波電壓波形圖。
[0016]圖4是圖2中交流斬波開關(guān)組件的負(fù)半波輸出端輸出的斬波電壓波形圖。
[0017]圖5是交流同步開關(guān)Tl集電極上的電壓波形圖。
[0018]圖6是交流同步開關(guān)T2發(fā)射極上的電壓波形圖。
[0019]圖7是交流同步開關(guān)Tl門極電壓波形圖。
[0020]圖8是交流同步開關(guān)T2門極電壓波形圖。
[0021]圖9是負(fù)載上的電壓波形圖。
[0022]圖10是本發(fā)明實(shí)施例2方式的電路圖。
[0023]圖11是本發(fā)明實(shí)施例3方式的電路圖。
[0024]圖12是本發(fā)明實(shí)施例4方式的電路圖。
[0025]圖13是本發(fā)明實(shí)施例5方式的電路圖。
[0026]圖14是本發(fā)明實(shí)施中的斬波開關(guān)電路圖。
[0027]圖15是本發(fā)明實(shí)施中的斬波開關(guān)電路圖。
[0028]圖16是本發(fā)明實(shí)施中的斬波開關(guān)電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，本發(fā)明的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。
[0030]實(shí)施例1
如圖2至圖9所示，由交流斬波開關(guān)組件進(jìn)行交流斬波，斬波后的電路被分成為正半波電路和負(fù)半波電路，交流斬波開關(guān)組件的正半波輸出端依次與二極管Dl的負(fù)極和交流同步開關(guān)Tl的集電極連接，交流斬波開關(guān)組件的負(fù)半波輸出端依次與二極管D2的正極和交流同步開關(guān)T2的發(fā)射極連接，交流同步開關(guān)Tl的發(fā)射極與交流同步開關(guān)T2的集電極都與濾波電容的一端連接，二極管Dl的正極與續(xù)流二極管D2的負(fù)極連接后還與濾波電容的另一端和市電的中性線相連接，交流同步開關(guān)Tl的門極與交流同步開關(guān)T2的門極控制電壓的高電位均交替出現(xiàn)，且與市電(交流電)同步，使得交流同步開關(guān)Tl與交流同步開關(guān)T2隨交流電的正、負(fù)半波交替開通和關(guān)斷，且與交流電正負(fù)半波過零時刻同步，即交流同步開關(guān)Tl在正半波斬波期間一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，二極管Dl的正、負(fù)極與交流同步開關(guān)Tl的集電極、發(fā)射極和負(fù)載構(gòu)成了交流正半波的斬波續(xù)流回路，由于交流同步開關(guān)T2在正半周期間處于截止?fàn)顟B(tài)，所以正半周的斬波電流不會經(jīng)過續(xù)流二極管D2到中性線形成短路。同理，交流同步開關(guān)T2在負(fù)半波斬波期間一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，二極管D2的正、負(fù)極與交流同步開關(guān)Tl的集電極、發(fā)射極和負(fù)載構(gòu)成了交流負(fù)半波的斬波續(xù)流回路，由于交流同步開關(guān)Tl在負(fù)半周期間處于截止?fàn)顟B(tài)，所以負(fù)半周的電流不會經(jīng)過續(xù)流二極管Dl到中性線形成短路。由于交流同步開關(guān)Tl的發(fā)射極與T2的集電極和濾波電容的一端并接在一起并連接負(fù)載，使斬波后的交流正、負(fù)半波得以匯合，所以在負(fù)載得到了斬波調(diào)壓后的完整正弦波電壓輸出。
[0031]本發(fā)明中交流斬波開關(guān)組件I輸出正半波和輸出負(fù)半波、交流同步開關(guān)Tl的導(dǎo)通和關(guān)斷、交流同步開關(guān)T2的導(dǎo)通和關(guān)斷均與市電的正半波和負(fù)半波的交替變化同步。
[0032]圖3是交流斬波開關(guān)組件的正半波輸出端輸出的斬波電壓波形圖。圖4交流斬波開關(guān)組件的負(fù)半波輸出端輸出的斬波電壓波形圖。圖5是交流同步開關(guān)Tl集電極上的電壓波形圖。圖6是交流同步開關(guān)T2發(fā)射極上的電壓波形圖。圖7和圖8分別是交流同步開關(guān)Tl和T2門極電壓波形圖。圖9是負(fù)載上的電壓波形圖。
[0033]實(shí)施例2
如圖10所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別之處在于，交流同步開關(guān)Tl的發(fā)射極和交流同步開關(guān)T2的連接點(diǎn)及濾波電容4和負(fù)載5的連接點(diǎn)之間串聯(lián)有電感線圈L ;電感線圈L用于過濾從交流同步開關(guān)Tl的發(fā)射極和交流同步開關(guān)T2的連接點(diǎn)輸出的正弦波，使負(fù)載得到的更純凈的交流電壓。
[0034]實(shí)施例3
如圖11所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1和實(shí)施例2的區(qū)別之處在于，交流斬波開關(guān)組件I的正半波輸出端與二極管Dl的負(fù)極形成的連接點(diǎn)與交流同步開關(guān)Tl的集電極之間串聯(lián)有電感線圈LI，交流斬波開關(guān)組件I的負(fù)半波輸出端與二極管D2的正極形成的連接點(diǎn)與交流同步開關(guān)Tl的發(fā)射極之間串聯(lián)有電感線圈L2。電感線圈LI用于過濾交流斬波開關(guān)組件輸出的正半波電流，電感線圈L2用于過濾交流斬波開關(guān)組件輸出的負(fù)半波電流，使本發(fā)明濾波能力更強(qiáng)，輸出的交流電的波形更為完美。
[0035]使用時可根據(jù)需要選擇使用電感線圈L,還是使用電感線圈LI和電感線圈L2濾波，也可同時使用電感線圈L、電感線圈LI和電感線圈L2濾波。
[0036]實(shí)施例4
如圖12所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1至實(shí)施例3的區(qū)別之處在于，二極管續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)還包括電容Cl和電容C2，交流同步開關(guān)Tl的集電極和電感線圈LI的連接點(diǎn)與電容Cl的一端連接，交流同步開關(guān)T2的發(fā)射極和電感線圈L2的連接點(diǎn)與電容C2的一端連接，電容Cl的另一端和電容C2的另一端均與市電的中性線連接；電容Cl和電容C2用于提高本發(fā)明的濾波強(qiáng)度，使輸出的交流電的波形更為完美。
[0037]使用時可根據(jù)需要選擇使用濾波電容C濾波，還是使用電容Cl和電容C2濾波，也可同時使用濾波電容C、電容Cl和電容C2濾波。
[0038]實(shí)施例5
如圖13所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1至實(shí)施例4的區(qū)別之處在于，運(yùn)用三個二極管續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)組成的二極管續(xù)流的三相交流斬波主電路包括三個二極管續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)和三相交流電源，三個二極管續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)的電源輸入端分別與三相交流電源的每條相線連接，三個二極管續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)的輸出端與三相負(fù)載連接。
[0039]上述5個實(shí)施例中，交流斬波開關(guān)組件I的主要有三種構(gòu)成方式。見附圖14，是由晶體管IGBT、二極管Dl、D2、D3、D4、D5和D6構(gòu)成，D3、D4、D5和D6組成整流橋，整流橋的正輸出端接IGBT的集電極，整流橋的負(fù)輸出端接IGBT的集電極，整流橋的一個交流輸入端接市電電源相線L，整流橋的另一個交流輸入端與Dl的正極和D2的負(fù)極相連接，Dl的負(fù)極就是斬波的正半波輸出端，D2的正極就是斬波的負(fù)半波輸出端；另一種是如圖15，是由晶體管IGBT1、IGBT2、二極管Dl和D2構(gòu)成，IGBTl的集電極與IGBT2的發(fā)射極均與市電電源相線L連接，IGBTl的發(fā)射極與二極管Dl的正極連接，IGBT2的集電極與二極管D2的負(fù)極連接，Dl的負(fù)極就是斬波的正半波輸出端，D2的正極就是斬波的負(fù)半波輸出端；另一種是如圖16，是由晶體管IGBT1、IGBT2、二極管Dl和D2構(gòu)成，IGBTl的集電極接市電電源相線L，IGBTl的發(fā)射極與IGBT2的發(fā)射極連接，IGBT2的集電極與Dl的正極和D2的負(fù)極連接，Dl的負(fù)極就是斬波的正半波輸出端，D2的正極就是斬波的負(fù)半波輸出端。
[0040]按照上述實(shí)施例，便可很好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。值得說明的是，基于上述結(jié)構(gòu)設(shè)計的前提下，為解決同樣的技術(shù)問題，即使在本發(fā)明上做出的一些無實(shí)質(zhì)性的改動或潤色，所采用的技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)仍然與本發(fā)明一樣，故其也應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。。
【權(quán)利要求】
1.一種二極管續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)，包括交流斬波開關(guān)組件(I)、由二極管Dl和二極管D2組成的二極管續(xù)流組件(2)、由交流同步開關(guān)Tl和交流同步開關(guān)T2組成的交流同步開關(guān)組件(3)、濾波電容(4)以及負(fù)載(5)，其特征在于，所述交流斬波開關(guān)組件(I)的輸入端與市電的相線連接，二極管Dl的正極、二極管D2的負(fù)極和濾波電容(4)的一端均與市電的中性線連接，所述交流斬波開關(guān)組件(I)的正半波輸出端與二極管Dl的負(fù)極和交流同步開關(guān)Tl的集電極連接，所述交流斬波開關(guān)組件(I)的負(fù)半波輸出端與二極管D2的正極和交流同步開關(guān)T2的發(fā)射極連接，交流同步開關(guān)Tl的發(fā)射極和交流同步開關(guān)T2的集電極連接構(gòu)成連接點(diǎn)，所述連接點(diǎn)與濾波電容(4)的另一端連接,所述負(fù)載(5)的兩端與所述濾波電容(4)的兩端并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二極管續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述連接點(diǎn)和所述濾波電容(4)及所述負(fù)載(5)的連接點(diǎn)之間串聯(lián)有電感線圈L。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二極管續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，交流斬波開關(guān)組件(I)的正半波輸出端與二極管Dl的負(fù)極形成的連接點(diǎn)與交流同步開關(guān)Tl的集電極之間串聯(lián)有電感線圈LI，交流斬波開關(guān)組件(I)的負(fù)半波輸出端與二極管D2的正極形成的連接點(diǎn)與交流同步開關(guān)Tl的發(fā)射極之間串聯(lián)有電感線圈L2。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二極管續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括電容Cl和電容C2，交流同步開關(guān)Tl的集電極和電感線圈LI的連接點(diǎn)與電容Cl的一端連接，交流同步開關(guān)T2的發(fā)射極和電感線圈L2的連接點(diǎn)與電容C2的一端連接，電容Cl的另一端和電容C2的另一端均與市電的中性線連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二極管續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，交流同步開關(guān)Tl的導(dǎo)通和關(guān)斷、交流同步開關(guān)T2的導(dǎo)通和關(guān)斷均與市電的正半波和負(fù)半波的交替變化同步。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項所述的二極管續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)組成的二極管續(xù)流的三相交流斬波主電路，其特征在于，包括三個二極管續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)和三相交流電源，三個二極管續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)的電源輸入端分別與所述三相交流電源的每條相線連接，三個二極管續(xù)流的交流斬波主電路結(jié)構(gòu)的輸出端均與三相負(fù)載連接。
【文檔編號】H02M5/293GK104467448SQ201410759980
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】韓亞蘭 申請人:韓亞蘭