專利名稱：一種調(diào)壓穩(wěn)壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于輸變電領(lǐng)域的調(diào)壓穩(wěn)壓裝置
背景技術(shù)：
交流穩(wěn)壓電源形式有很多種。機(jī)械補(bǔ)償式穩(wěn)壓器主電路由補(bǔ)償變壓器TB和帶有伺服電機(jī)及傳動機(jī)構(gòu)的接觸式調(diào)壓器TT組成。當(dāng)輸入電壓UI變化時，控制電路發(fā)出控制信號，使碳刷在接觸式調(diào)壓器表面滑動，調(diào)節(jié)接觸式調(diào)壓器的輸出電壓，從而保持輸出電壓UO的穩(wěn)定。機(jī)械補(bǔ)償式穩(wěn)壓器具有較好的穩(wěn)壓精度，但由于其使用機(jī)械結(jié)構(gòu)調(diào)整調(diào)壓器的觸頭，所以存在響應(yīng)慢、可靠性差、工作壽命短、需要大量維護(hù)工作等缺點(diǎn)。無觸點(diǎn)補(bǔ)償式穩(wěn)壓器主電路由補(bǔ)償變壓器TB和通過可控硅切換抽頭的自耦變壓器TS組成。當(dāng)輸入電壓UI變化時，控制電路發(fā)出控制信號，控制可控硅的通斷，切換自耦變壓器的抽頭，從而改變補(bǔ)償變壓器輸出補(bǔ)償電壓，保持輸出電壓UO的穩(wěn)定。由于使用半導(dǎo)體開關(guān)作為變壓器抽頭的切換裝置，無觸點(diǎn)補(bǔ)償式穩(wěn)壓器大大提高響應(yīng)速度，但是由于其采用切換自耦變壓器固定抽頭的方式調(diào)整補(bǔ)償電壓，使補(bǔ)償電壓只能分級調(diào)整，這樣降低了穩(wěn)壓器的輸出精度。如果要獲得較高的穩(wěn)壓器精度，就必須增加自耦變壓器的抽頭數(shù)量，這將大大增加穩(wěn)壓器的成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種調(diào)壓穩(wěn)壓裝置，由主電路和控制電路兩部分組成；所述主電路包括斬波器開關(guān)管V1-V4及其輸出變壓器Tr和輸出濾波器、整流二極管VD1-VD4，所述橋式斬波器主電路通過所述輸出變壓器Tr和輸出濾波器次級串聯(lián)于市電電源和負(fù)載之間；所述輸出濾波器包括電感CF和電容LF ；所述斬波器開關(guān)管Vl和V2、V3和V4、整流二極管VDl和VD2、VD3和VD4分別兩兩串聯(lián)，并聯(lián)接入節(jié)點(diǎn)c和節(jié)點(diǎn)d，所述斬波器開關(guān)管Vl和V3的陽極以及整流二極管VDl 和VD3的陰極接于節(jié)點(diǎn)c，斬波器開關(guān)管V2和V4的陰極以及整流二極管VD2和VD4的陽極接于節(jié)點(diǎn)c ；所述斬波器開關(guān)管Vl和V2、V3和V4構(gòu)成主所述主斬波器電路的第一橋臂和
第二橋臂；所述輸出變壓器和輸出濾波器通過斬波器節(jié)點(diǎn)a和節(jié)點(diǎn)b，接入第一橋臂和第二橋臂；取自穩(wěn)壓電源輸出端的市電電源從節(jié)點(diǎn)e和節(jié)點(diǎn)f接入該電路，并通過整理二極管VDl或VD2為斬波器開關(guān)管V1-V4提供直流電源；所述控制電路包括電壓整流檢測電路，比較電路，三角波發(fā)生器和狀態(tài)切換觸發(fā)電路；
3[0013]所述電壓整流檢測電路并聯(lián)于主電路的濾波器的電感LF上，所述電壓整流檢測電路、比較電路和狀態(tài)切換觸發(fā)電路串與所述依次串聯(lián)，并通過狀態(tài)切換電路再次接入主電路，控制橋式斬波器開關(guān)管V1-V4的開關(guān)，所述三角發(fā)生器從所述比較電路和狀態(tài)切換觸發(fā)電路之間接入電路。進(jìn)一步的，所述主電路上節(jié)點(diǎn)c和節(jié)點(diǎn)d之間并聯(lián)直流電容Cd，所述直流電容器的陽極接于c，陰極接于d，所述直流電容Cd不具有直流濾波功能。進(jìn)一步的，所述斬波器開關(guān)管由一個整流二極管和一個IGBT(絕緣柵雙極型功率管，hsulated Gate Bipolar Trans i stor)構(gòu)成，所述整流二極管的陰極端對應(yīng)于所述斬波器開關(guān)管的陽極端。進(jìn)一步的，所述控制電路上的狀態(tài)切換觸發(fā)電路包括一個在比較電路和橋式斬波電路之間串聯(lián)入PMW(脈寬調(diào)制，Pul se Width Modulat ion)調(diào)制器，所述PMW調(diào)制器包括由相互并聯(lián)的比較器Ul和比較器U2，所述比較器U2還接有一個反相器。本實(shí)用新型的調(diào)壓穩(wěn)壓裝置，可以根據(jù)用戶設(shè)置的參考電壓，連續(xù)調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓， 能夠在幾十毫秒內(nèi)完成電壓幅值的調(diào)節(jié)補(bǔ)償，在輸入電壓快速升高或下降時，能夠迅速穩(wěn)定輸出電壓，相對于傳統(tǒng)機(jī)械式穩(wěn)壓器和無觸點(diǎn)補(bǔ)償式穩(wěn)壓器具有的優(yōu)勢。

圖1為本本實(shí)用新型調(diào)壓穩(wěn)壓裝置簡化原理電路圖；圖2為本本實(shí)用新型調(diào)壓穩(wěn)壓裝置主電路簡化原理電路圖。
具體實(shí)施方式
請參閱圖1和圖2，本實(shí)用新型的為了能更好地對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行理解，下面通過具體地實(shí)施例并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)地說明請參閱圖1，圖1為本實(shí)用新型簡化原理電路圖本實(shí)用新型的調(diào)壓穩(wěn)壓裝置，由主電路和控制電路兩部分組成；請參閱圖1和圖2，本實(shí)用新型的主電路包括橋式斬波器開關(guān)管V1-V4及其輸出輸出變壓器Tr、輸出濾波器、整流二極管VD1-D4和直流電容Cd，所述斬波器主電路通過輸出變壓器Tr和輸出濾波器次級串聯(lián)在市電電源和負(fù)載之間；所述濾波器包括電容CF和電感LF ；所述橋式斬波器開關(guān)管Vl和V2，V3和V4，整流二極管VDl和VD2、VD3和VD4分別兩兩串聯(lián)，接入節(jié)點(diǎn)c和節(jié)點(diǎn)d，所述橋式斬波器開關(guān)管Vl和V3的陽極以及整流二極管 VDl和VD3的陰極接于節(jié)點(diǎn)c，橋式斬波器開關(guān)管V2和V4的陰極以及整流二極管VD2和 VD4的陽極接于節(jié)點(diǎn)d，述斬波器開關(guān)管Vl和V2、V3和V4構(gòu)成主所述斬波器電路的第一橋
臂和第二橋臂；所述輸出變壓器和輸出濾波器通過斬波器節(jié)點(diǎn)a和節(jié)點(diǎn)b，分別接入第一橋臂和
第二橋臂；所述主電路上節(jié)點(diǎn)c和節(jié)點(diǎn)d之間并聯(lián)直流電容Cd，直流電容的陽極連接于C，陰極連接于山所述直流電容Cd不具有直流濾波功能；取自穩(wěn)壓電源輸出端的市電電源從節(jié)點(diǎn)e和節(jié)點(diǎn)f接入該電路，通過整理二極管
4VDl或VD2為斬波器開關(guān)管V1-V4提供直流電源；請參閱圖1，所述控制電路包括電壓整流檢測電路，比較電路，三角波發(fā)生器、PWM 調(diào)制器和狀態(tài)切換觸發(fā)電路；所述電壓整流檢測電路并聯(lián)于主電路的輸出濾波器的電感LF上，所述電壓整流檢測電路、比較電路、PWM調(diào)制器和狀態(tài)切換觸發(fā)電路串依次串聯(lián)，并由狀態(tài)切換電路再次接入主電路，控制斬波器開關(guān)管V1-V4的開關(guān)，所述三角發(fā)生器從比較電路和狀態(tài)切換觸發(fā)電路之間的節(jié)點(diǎn)接入控制電路；所述狀態(tài)切換觸發(fā)電路還包括PMW調(diào)制器，所述PMW調(diào)制器包括相互并聯(lián)的比較器Ul和比較器U2，所述比較器U2還與一個反相器相連。PWM斬波器式交流穩(wěn)壓電源工作原理如下請參閱圖1，電路圖中橋式斬波器開關(guān)管Vl V4并不是工作在逆變器狀態(tài)，而是工作在斬波器狀態(tài)。這是由它的PWM工作方式、直流電源電壓波形和直流電容Cd值的大小及其功能來決定的。橋式斬波器的直流電壓，不是通過電容Cd把整流電壓濾波成恒定的平滑直流電壓，而是仍然為單相橋式整流電壓的波形。直流電容Cd不再具有直流濾波功能， 而只是為了創(chuàng)造一個續(xù)流通路而設(shè)置的。對于感性負(fù)載，在一個斬波開關(guān)周期內(nèi)續(xù)流的能量是很小的，所以Cd的值也很小，Cd的充放電速度很快，不會影響整流電壓的上升或下降速度，使Cd上的電壓與不濾波的整流電壓波形相同。也就是說，由于電容的值很小，它只允許續(xù)流電流通過，不再具有直流濾波功能，因此對整流波形不產(chǎn)生影響。這就說明橋式斬波器是工作在PWM斬波器狀態(tài)，而不是工作在逆變狀態(tài)。當(dāng)市電電壓波動時，通過對市電輸入電壓Us和濾波器電感LF上電壓的整流檢測電路，得到電壓信號u“，將Uu與基準(zhǔn)參考電壓進(jìn)行比較，得到誤差電壓Δ U。當(dāng)U“> u,時，即市電電壓上波動時，得到+ Δ U，+ Δ U使PWM調(diào)制器中的比較器U2不能工作，只能使比較器Ul工作，+AU通過與三角波U。在Ul中進(jìn)行比較，在+AU大于三角波的部分產(chǎn)生出PWM脈沖信號，此信號通過狀態(tài)切換觸發(fā)電路，對橋式斬波器中的V1-V4進(jìn)行控制，在其輸出變壓器Tr次級產(chǎn)生負(fù)補(bǔ)償電壓-Um使負(fù)載電壓Ul = Us-Uco = ur,當(dāng)Us,L > ur時，即市電電壓下波動時，得到-Δ U，- Δ U使PWM調(diào)制器中的比較器Ul不能工作，只能使比較器U2 工作，-Δ U通過反相器與三角波U。在U2中進(jìn)行比較，在Δ U大于三角波部分產(chǎn)生出PWM脈沖信號，此信號通過狀態(tài)切換觸發(fā)電路對橋式斬波器中的Vl V4進(jìn)行控制，在其輸出變壓器Tr次級產(chǎn)生正補(bǔ)償電壓+Uco使負(fù)載電壓Ul = Us+U。。= u,對市電電壓的正、負(fù)補(bǔ)償，是通過狀態(tài)切換觸發(fā)電路，切換橋式斬波器中Vl V4 的工作順序來實(shí)現(xiàn)的。如果對應(yīng)于市電的正半周，即電流I從e點(diǎn)流入，并經(jīng)VDl整流時， 是讓Vl及V4導(dǎo)通的，此時電流的流向?yàn)閏 — a — b — d，對應(yīng)于市電的負(fù)半周，即電流k 從f點(diǎn)流入，并經(jīng)VD3整流時，就會讓V2及V3導(dǎo)通，此時電流流向?yàn)閏 — b — a — d，這是對就是對市電電壓進(jìn)行正補(bǔ)償。，而電正半周讓V2及V3導(dǎo)通，而市電負(fù)半周Vl及V4導(dǎo)通， 就是對市電電壓進(jìn)行負(fù)補(bǔ)償。本實(shí)用新型的調(diào)壓穩(wěn)壓裝置，可以根據(jù)用戶設(shè)置的參考電壓，連續(xù)調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓， 能夠在幾十毫秒內(nèi)完成電壓幅值的調(diào)節(jié)補(bǔ)償，在輸入電壓快速升高或下降時，能夠迅速穩(wěn)定輸出電壓，相對于傳統(tǒng)機(jī)械式穩(wěn)壓器和無觸點(diǎn)補(bǔ)償式穩(wěn)壓器具有的優(yōu)勢。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本實(shí)用新型，而并非用作為對本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述
5實(shí)施例的變化、變型都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種調(diào)壓穩(wěn)壓裝置，由主電路和控制電路兩部分組成；其特征在于所述主電路包括斬波器開關(guān)管V1-V4及其輸出變壓器Tr和輸出濾波器、 整流二極管VD1-D4，所述橋式斬波器主電路通過所述輸出變壓器Tr和輸出濾波器次級串聯(lián)于市電電源和負(fù)載之間；所述輸出濾波器包括電感CF和電容LF ；所述斬波器開關(guān)管Vl和V2、V3和V4、整流二極管VDl和VD2、VD3和VD4分別兩兩串聯(lián)，并聯(lián)接入節(jié)點(diǎn)c和節(jié)點(diǎn)d，所述斬波器開關(guān)管Vl和V3的陽極以及整流二極管VDl和VD3 的陰極接于節(jié)點(diǎn)c，斬波器開關(guān)管V2和V4的陰極以及整流二極管VD2和VD4的陽極接于節(jié)點(diǎn)d ；所述斬波器開關(guān)管Vl和V2、V3和V4構(gòu)成所主述斬波器電路的第一橋臂和第二橋臂；所述輸出變壓器和輸出濾波器通過斬波器節(jié)點(diǎn)a和節(jié)點(diǎn)b，接入第一橋臂和第二橋臂；取自穩(wěn)壓電源輸出端的市電電源從節(jié)點(diǎn)e和節(jié)點(diǎn)f接入該電路，并通過整理二極管VDl 或VD2為斬波器開關(guān)管V1-V4提供直流電源；所述控制電路包括電壓整流檢測電路，比較電路，三角波發(fā)生器和狀態(tài)切換觸發(fā)電路；所述電壓整流檢測電路并聯(lián)于主電路的濾波器的電感LF上，所述電壓整流檢測電路、 比較電路和狀態(tài)切換觸發(fā)電路串與所述依次串聯(lián)，并通過狀態(tài)切換電路再次接入主電路， 控制橋式斬波器開關(guān)管V1-V4的開關(guān)，所述三角發(fā)生器從所述比較電路和狀態(tài)切換觸發(fā)電路之間接入電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)壓穩(wěn)壓裝置，其特征在于所述主電路上節(jié)點(diǎn)c和節(jié)點(diǎn)d之間并聯(lián)直流電容Cd，所述直流電容器的陽極接于c，陰極接于d，所述直流電容Cd不具有直流濾波功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的調(diào)壓穩(wěn)壓裝置，其特征在于所述斬波器開關(guān)管由一個整流二極管和一個IGBT構(gòu)成，所述整流二極管的陰極端對應(yīng)于所述斬波器開關(guān)管的陽極端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)壓穩(wěn)壓裝置，其特征在于所述控制電路上的狀態(tài)切換觸發(fā)電路包括一個在比較電路和橋式斬波電路之間串聯(lián)入PMW調(diào)制器，所述PMW調(diào)制器包括由相互并聯(lián)的比較器Ul和比較器U2，所述比較器U2還接有一個反相器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于輸變電領(lǐng)域的調(diào)壓穩(wěn)壓裝置，由主電路和控制電路兩部分組成，所述主電路包括斬波器開關(guān)管V1-V4及其輸出變壓器Tr和輸出濾波器、整流二極管VD1-D4，所述橋式斬波器開關(guān)管通過所述輸出變壓器Tr和輸出濾波器次級串聯(lián)于市電電源和負(fù)載之間；所述控制電路包括電壓整流檢測電路，比較電路，三角波發(fā)生器和狀態(tài)切換觸發(fā)電路。本實(shí)用新型可根據(jù)用戶設(shè)置的參考電壓，連續(xù)調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的，能夠在幾十毫秒內(nèi)完成電壓幅值的調(diào)節(jié)補(bǔ)償，在輸入電壓快速升高或下降時，能夠迅速穩(wěn)定輸出電壓，相對于傳統(tǒng)機(jī)械式穩(wěn)壓器和無觸點(diǎn)補(bǔ)償式穩(wěn)壓器具有的優(yōu)勢。
文檔編號H02M5/458GK202150803SQ20112022711
公開日2012年2月22日 申請日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者仲雋偉, 姚建歆, 張小越, 徐劍, 曹蕓, 汪傳毅, 沈佳禎, 沈卓勇, 潘瑾, 虞海靜, 顧俊, 馬曉杰 申請人:上海中區(qū)節(jié)電科技有限公司, 上海市電力公司, 上海榮靈網(wǎng)絡(luò)科技有限公司