專利名稱：電力高頻開關(guān)整流電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力工程用的直流電源，特別是涉及一種電力高頻開關(guān)整流電源。
目前，用于電力的直流電源是可控硅整流電源，它的主要缺點(diǎn)是1.可控硅不能自關(guān)斷，靠控制導(dǎo)通角來整流，而導(dǎo)通角存在“死區(qū)”，需要強(qiáng)迫換流電路。
2.可控硅整流存在穩(wěn)流穩(wěn)壓精度低，特別是紋波系數(shù)大不能滿足電力工程保護(hù)的要求和閥控密封鉛酸蓄電池對(duì)紋波系數(shù)峰值小于1.5％的要求。要解決需加大濾波電容、電感，使成本增加。
3.可控硅整流交流電源，工頻50Hz的隔離變壓器、電抗器等R、C元件體積大，而且笨重，消耗大量銅、鋼材，發(fā)熱損耗大故效率低，產(chǎn)生噪聲污染環(huán)境，危害人體健康。
本實(shí)用新型的主要目的在于，克服現(xiàn)有可控硅整流電源存在的缺點(diǎn)，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的電力高頻開關(guān)整流電源。
由此可見，上述可控硅整流電源存在有諸多的缺陷，而亟待加以改進(jìn)，本設(shè)計(jì)人基于豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，經(jīng)過不斷研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出本實(shí)用新型。
本實(shí)用新型的目的是由以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本實(shí)用新型提出的電力高頻開關(guān)整流電源，它包括有交流尖峰抑制濾波電路、全波整流電路、二次整流電路、二次濾波電路、直流輸出電路和脈沖寬度調(diào)制電路，其特征在于380V交流電壓經(jīng)A、B、C三點(diǎn)輸入給交流尖峰抑制濾波電路，濾除各種雜波，再經(jīng)全波整流電路輸出直流電壓給變頻逆變?nèi)珮螂娐罚冾l逆變?nèi)珮螂娐肥苊}沖寬度調(diào)制電路和雙脈沖觸發(fā)器的控制，在高頻變壓器T的5、6端輸出高頻交流電壓送至二次整流電路整流，再經(jīng)二次濾波電路濾波至直流輸出電路輸出直流電壓，直流輸出電路的直流電壓還反饋給脈沖寬度調(diào)制電路。
前所述的變頻逆變?nèi)珮螂娐肥怯伤膫€(gè)MOS管和高頻變壓器T連接組成。
前所述的變頻逆變?nèi)珮螂娐房捎砂藗€(gè)MOS管和高頻變壓器T連接組成。
前所述的雙脈沖觸發(fā)器是由兩對(duì)雙三極管、二極管、變壓器及電阻、電容相互連接所組成。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和積極效果。本實(shí)用新型具有如下的優(yōu)點(diǎn)由于采用了用MOS管和高頻變壓器組成的變頻逆變?nèi)珮螂娐泛兔}沖寬度調(diào)制電路及雙脈沖觸發(fā)器，提高了電源的穩(wěn)壓精度、工作效率，減小了功耗、噪聲、體積及重量。該電源工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。


圖1為本實(shí)用新型的電路方框圖。
圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。
1.交流尖峰抑制濾波電路 2.全波整流電路 3.變頻逆變?nèi)珮螂娐? 4.雙脈沖觸發(fā)器 5.二次整流電路 6.二次濾波電路7.直流輸出電路 8.脈沖寬度調(diào)制電路主要元器件逆變?nèi)珮騇OS管IXFH27N800-803；IXYS公司產(chǎn)品；漏極、原極耐壓800V，導(dǎo)通電流27A(13A)；高頻變壓器T，為高導(dǎo)磁、鐵氧材料；雙脈沖觸發(fā)器T13、T14、T15、P2快速M(fèi)OS管IRF840，400V，8A；穩(wěn)壓管Z8-Z15，12V(2.4V)；(PWM)集成電路UC1846請(qǐng)參閱附圖所示，交流380V±15％，50Hz±5％三相交流電源輸入至交流尖峰抑制濾波電路1，此電路由各型電阻、電容和電感組成。通過此電路清除來自交流電源電網(wǎng)各種干擾；如電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，各型開關(guān)電磁機(jī)構(gòu)的分合閘以及雷擊產(chǎn)生的交流尖峰干擾以獲得較好的交流正弦波，同時(shí)此電路也起到防止高頻開關(guān)電源產(chǎn)生的射頻尖峰干擾、開關(guān)電源中穩(wěn)壓電路的諧波干擾、以及高頻噪聲向交流電源電網(wǎng)擴(kuò)散而污染電網(wǎng)。
抑制濾波后的交流輸入到由D1-D6，L4和C7組成三相全波整流電路2。D1-D6由VU035-16N07快恢復(fù)二極管集成電路、各種電容、電感穩(wěn)壓二極管等構(gòu)成。它將輸入的交流正弦波整流成直流矩齒波，紋波系數(shù)小的直流電經(jīng)1(+)，2(-)送出，完成一次整流AC/DC轉(zhuǎn)換。同時(shí)，一旦輸入到三相全波整流電路2的交流瞬時(shí)中斷，本電路中的電容器中儲(chǔ)存的能量維持直流電壓送出所需要的時(shí)間。
高頻逆變?nèi)珮螂娐?由#1-#4(也可在橋臂再各并聯(lián)1個(gè)配成8個(gè))MOS管組成逆變?nèi)珮虻?個(gè)橋臂，經(jīng)一次整流后的直流電源1(+)，2(-)接入逆變?nèi)珮虻囊粚?duì)交點(diǎn)，即#1MOS管的正端，(#)2MOS管的負(fù)端；另一對(duì)交點(diǎn)，即#1MOS管的負(fù)端接高頻變壓器(T)原邊繞組的一端，接點(diǎn)3，#4MOS管的正端接高頻變壓器(T)原邊繞組的另一端，接點(diǎn)4；4個(gè)MOS管的連接是；#1、#3MOS管正端并聯(lián)，#2、#4MOS管負(fù)端并聯(lián)，#1MOS管負(fù)端與#2MOS管正端相連，#3MOS負(fù)端與#4MOS正端相連。
另一方面，#1-#4MOS管的觸發(fā)極與T13-T15和P2等組成的雙脈沖觸發(fā)器相連，雙脈沖觸發(fā)器4與(PWM)脈沖寬度調(diào)制集成電路8相連，(PWM)集成電路從直流輸出電路采集輸出直流電壓、電流反饋信號(hào)。
變頻逆變?nèi)珮螂娐饭ぷ髟懋?dāng)一次整流輸入的直流電經(jīng)1(+)，2(-)輸入到#1、#3MOS管正端，#2、#4MOS管負(fù)端時(shí)，(PWM)脈沖寬度調(diào)制集成電路8在本身配置的工作電源推動(dòng)下，從11接點(diǎn)，14接點(diǎn)輪流發(fā)出電壓脈沖信號(hào)，送到T13-T15和P2組成的雙脈沖觸發(fā)器4，T13、T14的雙脈沖使#1、#4MOS管導(dǎo)通，直流電源從1(+)至#1MOS管(+)經(jīng)(-)至高頻變壓器T原邊繞組3接點(diǎn)，產(chǎn)生一個(gè)方向向下的I1電流至4接點(diǎn)至#4MOS管的(+)經(jīng)(-)至直流電源2(-)形成回路。當(dāng)T13、T14輸入脈沖變窄#1、#4MOS管截止不導(dǎo)通時(shí)，從(PWM)脈沖寬度調(diào)制集成電路14接點(diǎn)又輸入一個(gè)脈沖信號(hào)送至T15、P2組成的雙脈沖觸發(fā)器4，在T15、P2推動(dòng)下，使#3、#2MOS管導(dǎo)通，此時(shí)直流電源從1(+)至#3MOS管(+)經(jīng)(-)至高頻變壓器T原邊繞組組4接點(diǎn)，產(chǎn)生一個(gè)方向向上的I2電流至3接點(diǎn)至#2MOS管的(+)經(jīng)(-)至直流電源2(-)形成回路。由于(PWM)脈沖寬度調(diào)制集成電路8從直流輸出回路采集到電流、電壓信號(hào)是連續(xù)的穩(wěn)定的直流電壓和變化的直流電流信號(hào)，經(jīng)(PWM)脈沖寬度調(diào)制集成電路8調(diào)制，從11、14接點(diǎn)輸入不同寬度的脈沖信號(hào)，經(jīng)雙脈沖觸發(fā)器T13、T14導(dǎo)通#1、#4MOS管，T15、P2導(dǎo)通#3、#2MOS管，而11、14接點(diǎn)發(fā)出脈沖信號(hào)相差180°，變化頻率為1/2×300KHz/秒以上，因此在高頻變壓器原邊繞組接點(diǎn)3、4之間產(chǎn)生一個(gè)方向不斷變化的電流I(I1與I2方向相反)，頻率在250KHz以上的交變電流，即DC/AC轉(zhuǎn)換。在高頻變壓器付邊產(chǎn)生的高頻交流經(jīng)接點(diǎn)5、6送至二次整流電路5。高頻逆變?nèi)珮蚋哳l變壓器付邊繞組5、6接點(diǎn)，將250KHz交流電壓，輸入到由D30-D33和R、C組成的半控橋整流電路，將交流方波整流成整流方波輸入到下一級(jí)濾波電路。
二次濾波電路6經(jīng)二次整流后的直流方波，通過由L8-L10，E25- 26，C73-75組成的濾波電路，將脈動(dòng)直流方波濾波后獲得紋波系數(shù)小，穩(wěn)定的近似于直線的直流電壓送出。
直流輸出電路7是將穩(wěn)定直流送到直流負(fù)載和蓄電池，并通過電流、電壓取樣反饋給(PWM)脈沖寬度調(diào)制集成電路。
以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更與等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電力高頻開關(guān)整流電源，它包括有交流尖峰抑制濾波電路、全波整流電路、二次整流電路、二次濾波電路、直流輸出電路和脈沖寬度調(diào)制電路，其特征在于380V交流電壓經(jīng)A、B、C三點(diǎn)輸入給交流尖峰抑制濾波電路，濾除各種雜波，再經(jīng)全波整流電路輸出直流電壓給變頻逆變?nèi)珮螂娐?，變頻逆變?nèi)珮螂娐肥苊}沖寬度調(diào)制電路和雙脈沖觸發(fā)器的控制，在高頻變壓器T的5、6端輸出高頻交流電壓送至二次整流電路整流，再經(jīng)二次濾波電路濾波至直流輸出電路輸出直流電壓，直流輸出電路的直流電壓還反饋給脈沖寬度調(diào)制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力高頻開關(guān)整流電源，其特征在于所述的變頻逆變?nèi)珮螂娐肥怯伤膫€(gè)MOS管和高頻變壓器T連接組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力高頻開關(guān)整流電源，其特征在于所述的變頻逆變?nèi)珮螂娐房捎砂藗€(gè)MOS管和高頻變壓器T連接組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力高頻開關(guān)整流電源，其特征在于所述的雙脈沖觸發(fā)器是由兩對(duì)雙三極管、二極管、變壓器及電阻、電容相互連接所組成。
專利摘要本實(shí)用新型屬于電力工程用的一種電力高頻開關(guān)整流電源。380V交流電壓經(jīng)A、B、C三點(diǎn)輸入給交流尖峰抑制濾波電路,濾除各種雜波,再經(jīng)全波整流電路輸出直流電壓給變頻逆變?nèi)珮螂娐?變頻逆變?nèi)珮螂娐肥苊}沖寬度調(diào)制電路和雙脈沖觸發(fā)器的控制,在高頻變壓器T的5、6端輸出高頻交流電壓送至二次整流電路整流,再經(jīng)二次濾波電路濾波至直流輸出電路輸出直流電壓,直流輸出電路的直流電壓還反饋給脈沖寬度調(diào)制電路。該電源的穩(wěn)壓精度高,功耗小,噪聲低,體積小,重量輕,工作可靠,結(jié)構(gòu)簡單。
文檔編號(hào)H02M3/24GK2393261SQ9924189
公開日2000年8月23日 申請(qǐng)日期1999年8月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月19日
發(fā)明者張智忠 申請(qǐng)人:長沙光超電子有限公司