用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖scr整流移相電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖SCR整流移相電路，主要包括：電壓反饋電路、電流反饋電路、電壓比效器電路、電流比效器電路、壓控振蕩電路、A相同步電壓取樣電路、B相同步電壓取樣電路、C相同步電壓取樣電路、A相同步電壓整形電路、B相同步電壓整形電路、C相同步電壓整形電路、A+相移相控制電路、B+相移相控制電路、C+相移相控制電路、A-相移相控制電路、B-相移相控制電路、C-相移相控制電路、六脈沖可控硅整流觸發(fā)電路，本實用新型的優(yōu)點是：減少造成交流輸入電流不平衡、輸入電流諧波大、功率因數(shù)低、輸入隔離變壓器噪音大等蔽端的因數(shù)；減低設備運行故障，確保設備使用壽命。
【專利說明】用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖SCR整流移相電路

【技術領域】
[0001]本申請涉及不間斷電源、逆變器應用【技術領域】，特別涉及用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖SCR整流移相電路。

【背景技術】
[0002]在不間斷電源(UPS)、SCR整流移相電路中，多為RC移相，即以同步電壓通過RC充放電產(chǎn)生近似鋸齒波的觸發(fā)電路，見圖1 (三相SCR半橋移相控制電路)，來自同步變壓器TA、TB、TC的正弦電壓，分別經(jīng)運算放大器IC1:1、IC2:1、IC3:1整形成50Hz正方波(見圖2)，通過二極管D3、D8、D13半波整流后分別對電容Cl、C6、C9充電，以后電容C1又對電阻R4放電，電容C6又對電阻R13放電，電容C9又對電阻R22放電，這樣在電阻R4、R13、R22兩端就得到一個近似鋸波電壓；當SCR整流輸出電壓高于基準電壓，反饋運算放大器IC6:1輸出電壓上升，分別與電阻R4、R13、R22兩端的近似鋸波電壓合成加于運算放大器IC1:2 (6腳)、IC2:2 (6 腳)、IC3:2 (6 腳)的負輸入端上。IC1:2 (5 腳)、IC2:2 (5 腳)、IC3:2 (5 腳)的正輸入端接地，1(:1:2(7腳)、102:2(7腳)、103:2(7腳)的輸出端則輸出脈寬隨輸出電壓變化的輸出脈沖，輸出電壓高時，脈寬變窄，SCR的觸發(fā)相角向后移；輸出電壓低時，脈寬變寬，SCR的觸發(fā)相角向前移。
[0003]從上述原理圖中看出，每相移相的關鍵---近似鋸波電壓的產(chǎn)生是由不同的RC回路形成，故所產(chǎn)生的近似鋸波電壓的斜率截然不同，誓必造成三相SCR的移相角度不一致，造成交流輸入電流不平衡、輸入電流諧波大、功率因數(shù)低、輸入隔離變壓器噪音大等的蔽端。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖SCR整流移相電路，其可以減少造成交流輸入電流不平衡、輸入電流諧波大、功率因數(shù)低、輸入隔離變壓器噪音大等蔽端的因數(shù)；減低設備運行故障，確保設備使用壽命，且實現(xiàn)成本低，靈活性高，電路簡單，實用性強。
[0005]本實用新型用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖SCR整流移相電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用的技術方案是:為達到上述目的，主要包括:電壓反饋電路、電流反饋電路、電壓比效器電路、電流比效器電路、壓控振蕩電路、A相同步電壓取樣電路、B相同步電壓取樣電路、C相同步電壓取樣電路、A相同步電壓整形電路、B相同步電壓整形電路、C相同步電壓整形電路、A+相移相控制電路、B+相移相控制電路、C+相移相控制電路、A-相移相控制電路、B-相移相控制電路、C-相移相控制電路、六脈沖可控硅整流觸發(fā)電路；其中，電壓反饋電路輸出端與電壓比效器電路輸入端連接、電流反饋電路輸出端與電流比效器電路輸入端連接、電流比效器、電壓比效器電路輸出端合并與壓控振蕩電路輸入端連接、壓控振蕩電路輸出端與A+相移相控制電路、B+相移相控制電路、C+相移相控制電路、A-相移相控制電路、B-相移相控制電路、C-相移相控制電路的時鐘輸入端(CL)連接，A相同步電壓取樣電路輸出端與A相同步電壓整形電路輸入端連接、B相同步電壓取樣電路輸出端與B相同步電壓整形電路輸入端連接、C相同步電壓取樣電路輸出端與C相同步電壓整形電路輸入端連接；A相同步電壓整形電路輸出端一路與A+相移相控制電路重置輸入端(RST)連接、A相同步電壓整形電路輸出端另一路與反相器U1輸入端連接、B相同步電壓整形電路輸出端一路與B+相移相控制電路重置輸入端(RST)連接、B相同步電壓整形電路輸出端另一路與反相器U2輸入端連接、C相同步電壓整形電路輸出端一路與C+相移相控制電路重置輸入端(RST)連接、C相同步電壓整形電路輸出端另一路與反相器U3輸入端連接；反相器U1輸出端與A-相移相控制電路重置輸入端(RST)連接、反相器U2輸出端與B-相移相控制電路重置輸入端(RST)連接、反相器U3輸出端與C-相移相控制電路重置輸入端(RST)連接；A+相移相控制電路、B+相移相控制電路、C+相移相控制電路、A-相移相控制電路、B-相移相控制電路、C-相移相控制電路輸出端與六脈沖可控硅整流觸發(fā)電路輸入端連接；六脈沖可控硅整流觸發(fā)電路輸出端連接到相關的SCR控制電路。
[0006]根據(jù)上述本發(fā)明方案，其可以實現(xiàn)用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖SCR整流移相電路，這樣既減少造成交流輸入電流不平衡、輸入電流諧波大、功率因數(shù)低、輸入隔離變壓器噪音大等蔽端的因數(shù)；減低設備運行故障，確保設備使用壽命，且實現(xiàn)成本低，靈活性高，電路簡單，實用性強。
[0007]本實用新型用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖SCR整流移相電路的主要優(yōu)點是:1、用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖SCR整流移相電路，可以減少造成交流輸入電流不平衡、輸入電流諧波大、功率因數(shù)低、輸入隔離變壓器噪音大等蔽端的因數(shù)。
[0008]2、用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖SCR整流移相電路，減低設備運行故障，確保設備使用壽命，且實現(xiàn)成本低，靈活性高，電路簡單，實用性強。
[0009]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的現(xiàn)有技術中三相SCR半橋移相控制電路。
[0011]圖2是本發(fā)明的現(xiàn)有技術中移相相角的電路控制圖。
[0012]圖3是本發(fā)明的用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖SCR整流移相電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖4是本發(fā)明的用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖SCR整流移相電路的原理圖。
[0014]圖5是本發(fā)明的用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖SCR整流移相電路的壓控振蕩器示意圖。
[0015]附圖3標記說明:1、電壓反饋電路2、電流反饋電路3、電壓比較器4、電流比較器5、壓控振蕩6、A相同步電壓取樣7、A相同步電壓整形8、B相同步電壓取樣9、B相同步電壓整形10、C相同步電壓取樣11、C相同步電壓整形12、A+相移相控制13、B+相移相控制14、C+相移相控制15、A-相移相控制16、B-相移相控制17、C-相移相控制18、六脈沖可控硅整流觸發(fā)。

【具體實施方式】
[0016]參見圖3所示，主要包括:電壓反饋電路1、電流反饋電路2、電壓比效器3電路、電流比效器4電路、壓控振蕩電路5、A相同步電壓取樣6電路、B相同步電壓取樣8電路、C相同步電壓取樣10電路、A相同步電壓整形7電路、B相同步電壓整形9電路、C相同步電壓整形11電路、A+相移相控制12電路、B+相移相控制13電路、C+相移相控制14電路、A-相移相控制15電路、B-相移相控制16電路、C-相移相控制17電路、六脈沖可控硅整流觸發(fā)18電路；其中，電壓反饋電路1輸出端與電壓比效器3電路輸入端連接，電流反饋電，2輸出端與電流比效器4電路輸入端連接，電流比效器4、電壓比效器3電路輸出端合并與壓控振蕩電路5輸入端連接，壓控振蕩5電路輸出端與A+相移相控制12電路、B+相移相控制13電路、C+相移相控制14電路、A-相移相控制15電路、B-相移相控制16電路、C-相移相控制17電路的時鐘輸入端(CL)連接，A相同步電壓取樣6電路輸出端與A相同步電壓整形7電路輸入端連接，B相同步電壓取樣8電路輸出端與B相同步電壓整形9電路輸入端連接，C相同步電壓取樣10電路輸出端與C相同步電壓整形11電路輸入端連接；A相同步電壓整形7電路輸出端一路與A+相移相控制12電路重置輸入端(RST)連接，A相同步電壓整，7電路輸出端另一路與反相器U1輸入端連接，B相同步電壓整，9電路輸出端一路與B+相移相控制13電路重置輸入端(RST)連接，B相同步電壓整形9電路輸出端另一路與反相器U2輸入端連接，C相同步電壓整11電路輸出端一路與C+相移相控制14電路重置輸入端(RST)連接，C相同步電壓整形11電路輸出端另一路與反相器U3輸入端連接；反相器U1輸出端與A-相移相控制15電路重置輸入端(RST)連接，反相器U2輸出端與B-相移相控16電路重置輸入端(RST)連接，反相器U3輸出端與C-相移相控制17電路重置輸入端(RST)連接；A+相移相控制12電路、B+相移相控制13電路、C+相移相控制14電路、A-相移相控制15電路、B-相移相控制16電路、C-相移相控制17電路輸出端與六脈沖可控硅整流觸發(fā)18電路輸入端連接；六脈沖可控硅整流觸發(fā)18電路輸出端連接到相關的SCR控制電路。
[0017]圖4所示中，對本發(fā)明的電壓反饋電路1、電流反饋電路2、電壓比效器3電路、電流比效器4電路、壓控振蕩5電路、A相同步電壓取樣6電路、B相同步電壓取樣8電路、C相同步電壓取樣10電路、A相同步電壓整形7電路、B相同步電壓整形9電路、C相同步電壓整形11電路、A+相移相控制12電路、B+相移相控制13電路、C+相移相控制14電路、A-相移相控制15電路、B-相移相控制16電路、C-相移相控制17電路、六脈沖可控硅整流觸發(fā)18電路的具體示例分別進行了說明，圖4所示中，電壓反饋電1電路主要由電阻R6、R7、R85、電容C3組成；電流反饋電路2主要由電阻R27、R28、R29、R30、電容C21、C22、運算放大器U9:l組成，電壓比效器3電路主要由電阻R81、R82、R83、電容C5、可調(diào)電阻VR1、運算放大器U22:2組成，電流比效器4電路主要由電阻R68、R69、電容C54、可調(diào)電阻VR2、運算放大器U22:1、二極管D17組成，壓控振蕩5電路主要由電阻R44、R45、電容C36、壓控振蕩器U11組成，A相同步電壓取樣6電路主要由電阻R24、R25、R26、電容C17、C18、C19、運算放大器U9:4組成，B相同步電壓取樣8電路主要由電阻R14、R15、R16、電容C7、C8、C9、運算放大器U9:3組成，C相同步電壓取樣10電路主要由電阻R17、R18、R19、電容C10、C11、C12、運算放大器U9:2組成，A相同步電壓整形7電路主要由電阻R70、R71、R72、電容C43、C55、運算放大器U18:3組成，B相同步電壓整形9電路主要由電阻R73、R74、R75、電容C44、C56、運算放大器U18:2組成，C相同步電壓整形11電路主要由電阻1?76、1?77、1?91、電容(:45、057、運算放大器U18:1組成，A+相移相控制12電路主要由電阻R47、二極管D15、計數(shù)器U13組成，A-相移相控制15電路主要由電阻R46、二極管D14、計數(shù)器U12、反相器U19:3組成，B+相移相控制13電路主要由電阻R21、二極管D7、計數(shù)器U5組成，B-相移相控制16電路主要由電阻R20、二極管D6、計數(shù)器U4、反相器U19:5組成，C+相移相控制14電路主要由電阻R78、二極管D18、計數(shù)器U20組成，C-相移相控制17電路主要由電阻R79、二極管D19、計數(shù)器U21、反相器U19:2組成，六脈沖可控硅整流觸發(fā)18電路主要由或門U6:l、U6:2、U6:3、U6:4、U14:1、U14:3組成，六脈沖可控硅整流觸發(fā)電路輸出至SCR觸發(fā)極的隔離驅(qū)動電路是外圍器件，不在本發(fā)明方案之內(nèi)，在此不予贅述。
[0018]其中，圖4所示中，C60、C21、C22為雜訊濾波電容，以消除雜波干擾。C36為壓控振蕩電容，C59、C54為積分電容，起濾波作用。
[0019]SCR整流輸出的充電電流在分流器(75mv 200A)產(chǎn)生的壓降(A點電壓)通過由主要由電阻R27、R28、R29、R30、電容C21、C22、運算放大器U9:1組成的電流反饋電路2，放大300倍、輸出與電流變比相同的電壓變化(圖4中B點)，VR2的分壓點電壓值(C點電壓2.25V)對應最大充電電流的電流值；正常工作時，初充電流達到大于20A時，A點電壓(7.5mV)經(jīng)U1放大300倍至B點電壓值大于2.25V，電流比較器U22:1的1腳低電平，令壓控振蕩U11的輸入端電壓下降；另方面，SCR整流輸出的電壓(220VDC)通過由電阻R6、R7、R85、電容C3組成的電壓反饋電路電路，分壓比為52.3:1，輸出4.2V(圖4中E點)，VR1的分壓點電壓值(F點電壓4.5V)對應浮充電電壓的設定值，正常工作時，當充電電壓達到大于235V時，E點電壓大于F點電壓值2.25V，電壓比較器U22:2的1腳低電平，令壓控振蕩U11的輸入端VCIN電壓下降；否則，VCIN電壓上升。壓控振蕩U11第9腳VCIN輸入端輸入一個隨輸出電壓或電流的升高而下降，隨輸出電壓或電流的下降而升高的電壓值，那么，壓控振蕩U11第4腳VC0UT輸出端就輸出一個方波振蕩電壓，而這振蕩電壓的周期會隨輸出電壓或電流的升高而加大，隨輸出電壓或電流的下降而縮短；其振蕩頻率由C36、R44、R45決定。市電的A相同步電壓通過由電阻R24、R25、R26、電容C17、C18、C19、運算放大器U9:4組成的A相同步電壓取樣電路及由電阻R70、R71、R72、電容C43、C55、運算放大器U18:3組成的A相同步電壓整形電路后，輸出50Hz的同步方波；其它兩相的同步方波的產(chǎn)生與A相同理，在此不予贅述。壓控振蕩U11第4腳VC0UT輸出方波信號通過R47輸入至A+相移相控制電路中的計數(shù)器U13的時鐘輸入端(CL)，同時，A相50Hz的同步方波輸入至計數(shù)器U13的重置輸入端(RST)，移相工作原理見下圖:
[0020]1、壓控振蕩器(4046)U11
[0021]U11的9腳電壓升高，U11的4腳頻率周期縮短，否則周期加大。
[0022]即隨著SCR整流輸出電壓或電流的升高，U11的4腳頻率周期加大，否則周期縮短。
[0023]2、移相電路
[0024]通過計數(shù)器U13累計1024個周期的時間越長，同步控制6脈沖SCR觸發(fā)相角越向后移。(觸發(fā)相角加大)
[0025]其它各相位的移相原理與之相同。
[0026]由于各相的移相相位是利用壓控振蕩的脈沖周期，通過計數(shù)器累計1024個周期的時間而產(chǎn)生的，使得每個控制移相相角一致。避免傳統(tǒng)的采用RC移相電路所在的問題，如交流輸入電流不平衡、輸入電流諧波大、功率因數(shù)低、輸入隔離變壓器噪音大等蔽端。
[0027]在一個具體的實現(xiàn)方式中，在正常工作過程中，令+VCC=12V。
[0028]圖4中RA為分流器，VR1為浮充電壓設定，調(diào)整VR1至SCR整流輸出電壓為浮充值(該電壓根據(jù)2V鉛酸電池的浮充電壓2.23V計算得出)；VR2為充電電流設定，調(diào)整VR1至最大充電限流值(該電流根據(jù)鉛酸電池的0.1C計算得出)。
[0029]上述本發(fā)明的用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖SCR整流移相電路，是利用六脈沖SCR整流輸出反饋電壓分量來控制壓控振蕩的脈沖周期，通過計數(shù)器累計1024個周期的時間，來同步控制6脈沖SCR觸發(fā)相角，使每個控制相角一致。從而實現(xiàn)既減少造成交流輸入電流不平衡、輸入電流諧波大、功率因數(shù)低、輸入隔離變壓器噪音大等蔽端的因數(shù)；減低設備運行故障，確保設備使用壽命，且實現(xiàn)成本低，靈活性高，電路簡單，實用性強。
[0030]上述本發(fā)明的用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖SCR整流移相電路，電路簡單、實用、可靠，成本低廉，參數(shù)可依據(jù)需要調(diào)整，適當改變外圍的參數(shù)，如U1、U2，即可實現(xiàn)在任何地方均可應用。
[0031]綜上所述，是該實用新型的較佳實施例，凡依本用新型技術方案所作出的改變，所產(chǎn)生的功能作用未能超出本實用新型技術方案的范圍時，均屬于本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖SCR整流移相電路，主要包括:電壓反饋電路(I)、電流反饋電路(2)、電壓比效器(3)電路、電流比效器⑷電路、壓控振蕩電路(5)、A相同步電壓取樣(6)電路、B相同步電壓取樣⑶電路、C相同步電壓取樣(10)電路、A相同步電壓整形(7)電路、B相同步電壓整形(9)電路、C相同步電壓整形(11)電路、A+相移相控制(12)電路、B+相移相控制(13)電路、C+相移相控制(14)電路、A-相移相控制(15)電路、B-相移相控制(16)電路、C-相移相控制(17)電路、六脈沖可控硅整流觸發(fā)(18)電路，其特征為:電壓反饋電路(I)輸出端與電壓比效器(3)電路輸入端連接，電流反饋電(2)輸出端與電流比效器(4)電路輸入端連接，電流比效器(4)、電壓比效器(3)電路輸出端合并與壓控振蕩電路(5 )輸入端連接，壓控振蕩(5 )電路輸出端與A+相移相控制(12)電路、B+相移相控制(13)電路、C+相移相控制(14)電路、A-相移相控制(15)電路、B-相移相控制(16)電路、C-相移相控制(17)電路的時鐘輸入端(CL)連接，A相同步電壓取樣(6)電路輸出端與A相同步電壓整形(7)電路輸入端連接，B相同步電壓取樣(8)電路輸出端與B相同步電壓整形9電路輸入端連接，C相同步電壓取樣10電路輸出端與C相同步電壓整形(11)電路輸入端連接汸相同步電壓整形(7)電路輸出端一路與A+相移相控制(12)電路重置輸入端(RST)連接，A相同步電壓整(7)電路輸出端另一路與反相器Ul輸入端連接，B相同步電壓整(9)電路輸出端一路與B+相移相控制(13)電路重置輸入端(RST)連接，B相同步電壓整形(9)電路輸出端另一路與反相器U2輸入端連接，C相同步電壓整(11)電路輸出端一路與C+相移相控制(14)電路重置輸入端(RST)連接，C相同步電壓整形(11)電路輸出端另一路與反相器U3輸入端連接；反相器Ul輸出端與A-相移相控制(15)電路重置輸入端(RST)連接，反相器U2輸出端與B-相移相控(16)電路重置輸入端(RST)連接，反相器U3輸出端與C-相移相控制(17)電路重置輸入端(RST)連接；A+相移相控制(12)電路、B+相移相控制(13)電路、C+相移相控制(14)電路、A-相移相控制(15)電路、B-相移相控制(16)電路、C-相移相控制(17)電路輸出端與六脈沖可控硅整流觸發(fā)(18)電路輸入端連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖SCR整流移相電路，其特征在于:所述電壓反饋電(I)電路主要由電阻1?6、1?7、1?85、電容03組成。
3.根據(jù)權利要求1所述的用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖SCR整流移相電路，其特征在于:所述電流反饋電路(2)主要由電阻R27、R28、R29、R30、電容C21、C22、運算放大器U9:l組成。
4.根據(jù)權利要求1所述的用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖SCR整流移相電路，其特征在于:所述電壓比效器(3)電路主要由電阻R81、R82、R83、電容C5、可調(diào)電阻VRl、運算放大器U22:2組成。
5.根據(jù)權利要求1所述的用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖SCR整流移相電路，其特征在于:所述電流比效器⑷電路主要由電阻R68、R69、電容C54、可調(diào)電阻VR2、運算放大器U22: 1、二極管D17組成，壓控振蕩5電路主要由電阻R44、R45、電容C36、壓控振蕩器Ull組成。
6.根據(jù)權利要求1所述的用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖SCR整流移相電路，其特征在于:所述A相同步電壓取樣(6)電路主要由電阻R24、R25、R26、電容C17、C18、C19、運算放大器U9:4組成。
7.根據(jù)權利要求1所述的用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖SCR整流移相電路，其特征在于:所述B相同步電壓取樣(8)電路主要由電阻1?14、1?15、1?16、電容07、〇8、C9、運算放大器U9:3組成。
8.根據(jù)權利要求1所述的用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖SCR整流移相電路，其特征在于:所述C相同步電壓取樣(10)電路主要由電阻R17、R18、R19、電容C10、C11、C12、運算放大器U9:2組成。
9.根據(jù)權利要求1所述的用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖SCR整流移相電路，其特征在于:所述A相同步電壓整形(7)電路主要由電阻R70、R71、R72、電容C43、C55、運算放大器U18:3組成。
10.根據(jù)權利要求1所述的用壓控振蕩及計數(shù)器構(gòu)成的高可靠性六脈沖SCR整流移相電路，其特征在于:所述B相同步電壓整形(9)電路主要由電阻R73、R74、R75、電容C44、C56、運算放大器U18:2組成。
【文檔編號】H03K17/72GK204244208SQ201420668767
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月11日 優(yōu)先權日:2014年11月11日
【發(fā)明者】陸仲清, 王鋼, 付明星, 任麟, 歐勇生 申請人:佛山市寶星科技發(fā)展有限公司, 中廣核工程有限公司