五千瓦型具有交直流選擇輸出的電源變換器的制造方法
【專利摘要】一種五千瓦型具有交直流選擇輸出的電源變換器，輸入端L與電壓檔位選擇電路連接，連接后分為兩個支路，一個支路連接由兩個三極管組成共集?共集的放大電路，再與漏電保護電路的輸入端連接，另一支路連接整流濾波電路后，再與漏電保護電路的輸入端連接；零線N連接交直流切換電路后，與漏電保護電路的輸入端零線連接。該電源變換器具備交、直流兼容輸入功能，而且輸入電壓范圍寬，交流輸入電壓范圍寬，可做220Vac或380Vac輸入，能通過開關(guān)設(shè)定輸出穩(wěn)定的交流電和用戶所需的多種直流電。能適用于5000瓦輸出功率以內(nèi)的場合，可在支路接入數(shù)碼顯示模塊時，顯示輸出電壓數(shù)據(jù)，使用更為方便。
【專利說明】
五千瓦型具有交直流選擇輸出的電源變換器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型屬于一種電器設(shè)備，屬于高壓電源變換器，尤其涉及一種輸出功率達 到五千瓦的具有交直流選擇輸出的電源變換器。
【背景技術(shù)】
[0002] AC-Alternating current 是交流的意思，DC-Direct current 是直流的意思， AC/DC變換是將交流變換為直流，AC/DC轉(zhuǎn)換器就是將交流電變?yōu)橹绷麟姷脑O(shè)備，其功率流 向可以是雙向的，功率流由電源流向負載的稱為整流，功率流由負載返回電源的稱為有源 逆變。AC/DC變換器輸入為50/60HZ的交流電，因必須經(jīng)整流、濾波，因此體積相對較大的濾 波電容器是必不可少的，同時因遇到安全標準（如UUCCEE等）及EMC指令的限制（如IEC、 FCC、CSA)，交流輸入側(cè)必須加EMC濾波及使用符合安全標準的元件，這樣就限制AC/DC電源 體積的小型化，另外，由于內(nèi)部的高頻、高壓、大電流開關(guān)動作，使得解決EMC電磁兼容問題 難度加大，也就對內(nèi)部高密度安裝電路設(shè)計提出了很高的要求，由于同樣的原因，高電壓、 大電流開關(guān)使得電源工作消耗增大，限制了 AC/DC變換器模塊化的進程，因此必須采用電源 系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方法才能使其工作效率達到一定的滿意程度。
[0003] AC/DC變換按電路的接線方式可分為，半波電路、全波電路。按電源相數(shù)可分為，單 項、三相、多相。按電路工作象限又可分為一象限、二象限、三象限、四象限。
[0004] 電源變換器廣泛用于使用化學(xué)與物理電源場合，例如氫氧燃料電池，氫氣、氧氣的 運行，生成水的排出，冷卻液體的循環(huán)等均要用電動機(直流電機、步進電機）、電磁閥的控 制。這就需要DC/DC變換器(直流一直流變換器）、DC/AC變換器(直流一交流變換器）。這些變 換器應(yīng)具有較高的效率，以減少對電池電能的損耗;體積質(zhì)量應(yīng)當(dāng)小。航天器中太陽電池陣 一蓄電池電源系統(tǒng)中，蓄電池的充、放電，有效載荷的二次電源，需要DC/DC模塊;航天器上 的陀螺，同步電機需要DC/AC變換器。
[0005] 目前家庭、辦公單位使用的電源不夠安全，無功功率損耗大，電壓波動較大，影響 了家用電器和辦公設(shè)備的工作，不小心時還容易造成漏電和短路，甚至燒壞電器，雖然用電 單位安裝了漏電開關(guān)，電磁感應(yīng)開關(guān)等，但仍無法避免漏電和短路現(xiàn)象，也無法避免電壓過 高過低對電器造成的影響。現(xiàn)有的交直流電源變換器，交流直流電往往不能在同一個變換 器中輸出，應(yīng)用范圍不廣。本
【申請人】為了克服現(xiàn)有穩(wěn)壓器的不足，分別于97年6月和 2011年9月向中國專利局申請了一種"交直流安全節(jié)能電源變換器"（CN 97223976)和"具 有交直流選擇輸出的電源變換器"（CN02334319U)的專利，得到穩(wěn)定的輸出電壓，但其只適 用于輸出功率較小的場合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實用新型的目的，即在于提供一種能解決上述不足的交直流電源變換器。該交 直流電源變換器可適用于較大輸出功率場合，并能根據(jù)需要輸出多種直流電或者穩(wěn)定的交 流電。
[0007] 本實用新型提供的技術(shù)方案是：
[0008] -種五千瓦型具有交直流選擇輸出的電源變換器，輸入端L與電壓檔位選擇電路 連接，連接后分為兩個支路，一個支路連接由兩個三極管組成共集-共集的放大電路，再與 漏電保護電路的輸入端連接，另一支路連接整流濾波電路后，再與漏電保護電路的輸入端 連接;零線N連接交直流切換電路后，與漏電保護電路的輸入端零線連接；
[0009] 所述電壓檔位選擇電路由相互并聯(lián)、并可選擇接入的多個電感及電容支路組成； [0010] 所述漏電保護電路包括電流互感器TA、脫扣開關(guān)QF、脫扣線圈KL、可控硅SCR、試驗 回路和漏電保護回路，漏電保護電路的輸入端分為兩個支路，一個支路連接由SB按鈕和 4.8k電阻組成的試驗回路，并通過脫扣線圈KL與可控硅SCR連接，可控硅SCR連接漏電保護 回路后與漏電保護電路的輸入端零線連接，另一支路與脫扣開關(guān)QF-端連接;漏電保護電 路的輸入端零線與脫扣開關(guān)QF另一端連接。
[0011] 電流互感器TA，又稱為剩余電流互感器。正常情況下，火、零二極構(gòu)成供電回路，流 過L、N線的電流是相等的(實質(zhì)上為同一電流），L、N均穿過TA，因兩線中電流相等，由此形成 的電磁場大小相等，方向相反，TA感應(yīng)電勢為零，可控硅SCR無觸發(fā)電流信號，處于截止?fàn)?態(tài)，脫扣線圈KL不能得電，脫扣開關(guān)QF正常閉合供電。
[0012] 漏電情況下，當(dāng)人體碰觸火線時，火線電流經(jīng)人體和大地構(gòu)成回路，不再由N線返 回電網(wǎng)，此時L線的電流大于N線電流，出現(xiàn)了所謂"剩余電流"。L線周圍的電磁強度大于N線 電磁強度，二者不能互相抵消，TA產(chǎn)生磁電感應(yīng)，并由此產(chǎn)生觸發(fā)電流，可控硅導(dǎo)通，KL線圈 得電，QF受力產(chǎn)生脫扣動作現(xiàn)而開斷，使供電中斷，觸電人脫離電源!SB按鈕和4.8k電阻是 試驗回路。此電阻模擬人體電阻，當(dāng)按下按鈕時，產(chǎn)生45mA(大于30mA以上）的漏電流，使保 安器產(chǎn)生脫扣動作。
[0013] 整流濾波電路主要由整流橋堆和大容量濾波電容組成，其中Cl為電瓷電容，C2為 大容量電解電容，濾波電路采用大容量電解電容濾波。
[0014] 所述放大電路的基極接電壓電位選擇電路的輸出端，其集電極輸出端連接電源控 制開關(guān)K后接入漏電保護電路的輸入端，其射極接漏電保護電路的輸入端。
[0015] 所述交直流切換電路通過輸出切換繼電器的常開、常閉開關(guān)，選擇將整流濾波電 路連接至交流電源輸入端的零線上;輸出切換繼電器的常閉開關(guān)的兩端分別為交流電源輸 入端的零線與漏電保護電路的輸入端的零線;輸出切換繼電器的常開開關(guān)至少有三組，第 一組將交流電源輸入端的零線連制整流電路輸入側(cè)的電流輸出端，第二組將整流電路輸出 側(cè)的負極與漏電保護電路的輸入端的零線連接，第三組將整流濾波電路的負極端與漏電保 護電路的輸入端的零線相連。
[0016] 本實用新型具有交直流選擇輸出的電源變換器的工作原理如下：
[0017] 1、將本電源變換器的電源控制開關(guān)閉合，此時因交直流手動切換開關(guān)處于斷開狀 態(tài)，交直流切換繼電器線圈無電，其常閉開關(guān)將交流電源輸入端的零線與漏電保護電路的 輸入端的零線連通，則本電源變換器輸入端的交流電經(jīng)過電壓檔位選擇電路中所選定檔位 的電容，通過放大電路到達漏電保護電路的輸入端，使得在本電源變換器的輸出端得到穩(wěn) 定的交流電壓。此時，并接在漏電保護電路的輸入端的變壓器也得電，從而電感接入繼電器 的線圈得電，其串接在電壓檔位選擇電路中的電感支路上的常閉開關(guān)使電感支路斷開。
[0018] 2、需要直流電輸出時:交直流輸出切換開關(guān)撥至"直流"檔，交直流切換繼電器線 圈得電，交直流切換繼電器的常閉開關(guān)斷開，電感接入繼電器的線圈因變壓器支路斷開而 失電，從而電壓檔位選擇電路中的電感支路得電工作；同時，交直流切換繼電器的常開開關(guān) 閉合，將整流電路以及濾波電路連接至交流電源輸入端的零線。此時，本電源變換器輸入端 的交流電，通過電感支路平波、電容支路分壓，再經(jīng)整流濾波電路，即可成為平滑的直流電 輸出。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型具有以下優(yōu)點：
[0020] 1、具備交、直流兼容輸入功能，而且輸入電壓范圍寬，交流輸入電壓范圍寬，可做 220Vac或380Vac輸入，能通過開關(guān)設(shè)定輸出穩(wěn)定的交流電和用戶所需的多種直流電。電壓 檔位選擇電路中接通的電容越多，本電源變換器輸出端的直流電壓越低。例如，當(dāng)輸入為 220V市電時，通過調(diào)整設(shè)定電路參數(shù)，輸出可為250V-6V隨意調(diào)整；
[0021] 2、能適用于5000瓦輸出功率以內(nèi)的場合，可在支路接入數(shù)碼顯示模塊時，顯示輸 出電壓數(shù)據(jù)，使用更為方便；
[0022] 3、本電源變換器，外形體積非常?。ㄋ行吞柎笮◇w積都在長58cmX高80cmX寬 28cm以內(nèi)），相比于同類產(chǎn)品，在相同體積內(nèi)增加了40%的輸出功率，采用先進的開關(guān)電源控 制技術(shù)和元器件，以及精心的設(shè)計，整機體積小、重量輕、效率高，確保了長期滿負荷運行的 穩(wěn)定、可靠；
[0023] 4、本電源變換器，設(shè)置有漏電保護電路，使用更為安全。
【附圖說明】
[0024] 圖1是本實用新型五千瓦型具有交直流選擇輸出的電源變換器的電路示意圖； [0025]圖2是本實用新型電源變換器整流濾波Dn的電路示意圖。
【具體實施方式】
[0026]以下對本實用新型的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實施例 僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0027] 如圖1所示，K-電源控制開關(guān)，1(1、1(2、1(3、1(4、1(5-電容接入手動開關(guān)，21^1、21^-電 感，T-組合放大電路，LJI、L J2-電感控制繼電器線圈，LJ-1、L J-2-電感控制繼電器的常閉開 關(guān)，J-交直流輸出切換繼電器線圈Jl、J2、J3-交直流切換繼電器的雙向開關(guān)，Dn-整流濾波 電路。
[0028] -種五千瓦型具有交直流選擇輸出的電源變換器，輸入端L與電壓檔位選擇電路 連接，連接后分為兩個支路，一個支路連接由兩個三極管組成共集-共集的放大電路，再與 漏電保護電路的輸入端連接，另一支路連接整流濾波電路后，再與漏電保護電路的輸入端 連接;零線N連接交直流切換電路后，與漏電保護電路的輸入端零線連接；
[0029] 所述電壓檔位選擇電路由相互并聯(lián)、并可選擇接入的多個電感及電容支路組成；
[0030] 所述漏電保護電路包括電流互感器TA、脫扣開關(guān)QF、脫扣線圈KL、可控硅SCR、試驗 回路和漏電保護回路，漏電保護電路的輸入端分為兩個支路，一個支路連接由SB按鈕和 4.8k電阻組成的試驗回路，并通過脫扣線圈KL與可控硅SCR連接，可控硅SCR連接漏電保護 回路后與漏電保護電路的輸入端零線連接，另一支路與脫扣開關(guān)QF-端連接;漏電保護電 路的輸入端零線與脫扣開關(guān)QF另一端連接。
[0031] 電流互感器TA，又稱為剩余電流互感器。正常情況下，火、零二極構(gòu)成供電回路，流 過L、N線的電流是相等的(實質(zhì)上為同一電流），L、N均穿過TA，因兩線中電流相等，由此形成 的電磁場大小相等，方向相反，TA感應(yīng)電勢為零，可控硅SCR無觸發(fā)電流信號，處于截止?fàn)?態(tài)，脫扣線圈KL不能得電，脫扣開關(guān)QF正常閉合供電。
[0032] 漏電情況下，當(dāng)人體碰觸火線時，火線電流經(jīng)人體和大地構(gòu)成回路，不再由N線返 回電網(wǎng)，此時L線的電流大于N線電流，出現(xiàn)了所謂"剩余電流"。L線周圍的電磁強度大于N線 電磁強度，二者不能互相抵消，TA產(chǎn)生磁電感應(yīng)，并由此產(chǎn)生觸發(fā)電流，可控硅導(dǎo)通，KL線圈 得電，QF受力產(chǎn)生脫扣動作現(xiàn)而開斷，使供電中斷，觸電人脫離電源!SB按鈕和4.8k電阻是 試驗回路。此電阻模擬人體電阻，當(dāng)按下按鈕時，產(chǎn)生45mA(大于30mA以上）的漏電流，使保 安器產(chǎn)生脫扣動作。
[0033] 整流濾波電路主要由整流橋堆和大容量濾波電容組成，其中Cl為電瓷電容，C2為 大容量電解電容，濾波電路采用大容量電解電容濾波。
[0034] 所述放大電路的基極接電壓電位選擇電路的輸出端，其集電極輸出端連接電源控 制開關(guān)K后接入漏電保護電路的輸入端，其射極接漏電保護電路的輸入端。
[0035] 所述交直流切換電路通過輸出切換繼電器的常開、常閉開關(guān)，選擇將整流濾波電 路連接至交流電源輸入端的零線上;輸出切換繼電器的常閉開關(guān)的兩端分別為交流電源輸 入端的零線與漏電保護電路的輸入端的零線;輸出切換繼電器的常開開關(guān)至少有三組，第 一組將交流電源輸入端的零線連制整流電路輸入側(cè)的電流輸出端，第二組將整流電路輸出 側(cè)的負極與漏電保護電路的輸入端的零線連接，第三組將整流濾波電路的負極端與漏電保 護電路的輸入端的零線相連。
[0036] 該5000瓦具有交直流選擇輸出的電源變換器的工作原理如下：
[0037] 1、將本電源變換器的電源控制開關(guān)閉合，此時因交直流手動切換開關(guān)處于斷開狀 態(tài)，交直流切換繼電器線圈無電，其常閉開關(guān)將交流電源輸入端的零線與漏電保護電路的 輸入端的零線連通，則本電源變換器輸入端的交流電經(jīng)過電壓檔位選擇電路中所選定檔位 的電容，通過放大電路到達漏電保護電路的輸入端，使得在本電源變換器的輸出端得到穩(wěn) 定的交流電壓。此時，并接在漏電保護電路的輸入端的變壓器也得電，從而電感接入繼電器 的線圈得電，其串接在電壓檔位選擇電路中的電感支路上的常閉開關(guān)使電感支路斷開。
[0038] 2、需要直流電輸出時:交直流輸出切換開關(guān)撥至"直流"檔，交直流切換繼電器線 圈得電，交直流切換繼電器的常閉開關(guān)斷開，電感接入繼電器的線圈因變壓器支路斷開而 失電，從而電壓檔位選擇電路中的電感支路得電工作；同時，交直流切換繼電器的常開開關(guān) 閉合，將整流電路以及濾波電路連接至交流電源輸入端的零線。此時，本電源變換器輸入端 的交流電，通過電感支路平波、電容支路分壓，再經(jīng)整流濾波電路，即可成為平滑的直流電 輸出。
[0039 ]如圖2所示:整流濾波電路主要由整流橋堆和大容量濾波電容組成，其中Cl為電瓷 電容，可以有效抑制高頻干擾，C2為大容量電解電容，整流橋堆具有體積小巧、輸出電流大、 安裝方便等優(yōu)勢，并能代替由4只二極管組成的傳統(tǒng)橋式整流電路。濾波電路采用大容量電 解電容濾波，增加了輸出電壓的穩(wěn)定性。
[0040] 本實用新型的電源變換器已經(jīng)生產(chǎn)出來，并委托檢測公司對該電源變換器進行額 定輸出功率、輸出交直流控制功能、輸出交流電壓、輸出頻率、輸出直流電源、防觸電保護、 絕緣電阻、電氣強度、耐潮濕、短路保護功能、漏電保護功能、節(jié)能檢測項目的檢驗，具體數(shù) 據(jù)如下：

[0044]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此而限制本實用新型的專利范 圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運用在其 他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種五千瓦型具有交直流選擇輸出的電源變換器，其特征在于:輸入端L與電壓檔位 選擇電路連接，連接后分為兩個支路，一個支路連接由兩個三極管組成共集-共集的放大電 路，再與漏電保護電路的輸入端連接，另一支路連接整流濾波電路后，再與漏電保護電路的 輸入端連接;零線N連接交直流切換電路后，與漏電保護電路的輸入端零線連接； 所述電壓檔位選擇電路由相互并聯(lián)、并可選擇接入的多個電感及電容支路組成； 所述漏電保護電路包括電流互感器TA、脫扣開關(guān)QF、脫扣線圈KL、可控硅SCR、試驗回路 和漏電保護回路，漏電保護電路的輸入端分為兩個支路，一個支路連接由SB按鈕和4.8k電 阻組成的試驗回路，并通過脫扣線圈KL與可控硅SCR連接，可控硅SCR連接漏電保護回路后 與漏電保護電路的輸入端零線連接，另一支路與脫扣開關(guān)QF-端連接;漏電保護電路的輸 入端零線與脫扣開關(guān)QF另一端連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述五千瓦型具有交直流選擇輸出的電源變換器，其特征在于:整流 濾波電路主要由整流橋堆和大容量濾波電容組成，其中Cl為電瓷電容，C2為大容量電解電 容，濾波電路采用大容量電解電容濾波。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述五千瓦型具有交直流選擇輸出的電源變換器，其特征在于:所述 放大電路的基極接電壓電位選擇電路的輸出端，其集電極輸出端連接電源控制開關(guān)K后接 入漏電保護電路的輸入端，其射極接漏電保護電路的輸入端。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述五千瓦型具有交直流選擇輸出的電源變換器，其特征在于:所述 交直流切換電路通過輸出切換繼電器的常開、常閉開關(guān)，選擇將整流濾波電路連接至交流 電源輸入端的零線上;輸出切換繼電器的常閉開關(guān)的兩端分別為交流電源輸入端的零線與 漏電保護電路的輸入端的零線;輸出切換繼電器的常開開關(guān)至少有三組，第一組將交流電 源輸入端的零線連制整流電路輸入側(cè)的電流輸出端，第二組將整流電路輸出側(cè)的負極與漏 電保護電路的輸入端的零線連接，第三組將整流濾波電路的負極端與漏電保護電路的輸入 端的零線相連。
【文檔編號】H02M1/10GK205544909SQ201620090443
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月29日
【發(fā)明人】韋進鳳
【申請人】廣西貴港市鳳詩電子有限責(zé)任公司