專利名稱：拓補(bǔ)寬限凈化交流穩(wěn)壓電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于交流穩(wěn)壓電源技術(shù)，涉及交流穩(wěn)壓電源的體系結(jié)構(gòu)和穩(wěn)壓范圍，抗干擾特性與動態(tài)響應(yīng)特性。
目前已有的工頻連續(xù)調(diào)節(jié)式交流穩(wěn)壓電源可分為一、磁飽和式交流穩(wěn)壓電源，它是利用鐵磁材料磁化曲線在飽和區(qū)的非線性實現(xiàn)并聯(lián)自控分流穩(wěn)壓，穩(wěn)壓范圍寬達(dá)100-300伏，不怕過載，堅固耐用，但它的穩(wěn)壓精度低，輸出電壓受電網(wǎng)頻率影響大，波形失真大，體積大，笨重。二、614電子交流穩(wěn)壓電源，它是利用磁放大器作為調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與自耦變壓器實現(xiàn)串聯(lián)補(bǔ)償穩(wěn)壓，由于它采用了電子放大器構(gòu)成閉環(huán)反饋控制，穩(wěn)壓精度高，失真小，能在185-240伏范圍內(nèi)穩(wěn)壓，但由于磁放大器的大時間常數(shù)影響，造成過渡響應(yīng)時間較長，且電子管的使用壽命短。三、凈化交流穩(wěn)壓電源，它由雙向可控硅控制線性電感來替代磁放大器的功能，與線性自耦變壓器實現(xiàn)串聯(lián)補(bǔ)償穩(wěn)壓，由于增加了電容構(gòu)成正弦能量分配器，能在187-242伏范圍內(nèi)穩(wěn)壓和抗尖峰干擾，動態(tài)響應(yīng)特性較好，還專門增加有輸入共模濾波器，能抑制電網(wǎng)的共模干擾。四、寬限凈化交流穩(wěn)壓電源，它屬于輸入諧振變換，并聯(lián)分流調(diào)節(jié)穩(wěn)壓，其最大特點為穩(wěn)壓范圍寬達(dá)30～330伏，而且并聯(lián)分流調(diào)節(jié)原理能用多可控硅和多控制電路并聯(lián)實時熱備份方式工作，實現(xiàn)提高平均無故障時間以提高交流電源的可靠性，但由于輸入的諧振變換電路的諧振作用，穩(wěn)壓范圍做得越寬，動態(tài)響應(yīng)時間越長。五、快速寬限凈化交流穩(wěn)壓電源，它同時利用了串聯(lián)補(bǔ)償和并聯(lián)分流調(diào)節(jié)穩(wěn)壓，能在實用的140～300伏范圍內(nèi)穩(wěn)壓，且有快速的動態(tài)響應(yīng)特性，但它是用三支電感構(gòu)成串并聯(lián)復(fù)合穩(wěn)壓的，兩支調(diào)節(jié)電感之間存在環(huán)流雖然可加快動態(tài)響應(yīng)，但也增大了能耗，三電感線圈成本高，體積大，重量重。參考文獻(xiàn)“穩(wěn)壓變壓器”(張文明，張汝海1983.5人民郵電出版社)，“常用交流穩(wěn)壓電源原理與維修”(張浩清，顧紀(jì)章1986.4國防工業(yè)出版社)，“一種新型電源調(diào)節(jié)器”(韋志誠1987.8現(xiàn)代電源交流穩(wěn)壓電源專輯)，“高可靠寬限凈化交流穩(wěn)壓電源”(黃遠(yuǎn)義1991.5.24專利號91103305.X，中國發(fā)明專利公報第7卷第49號公開號CN1056758A)，“快速寬限凈化高可靠交流穩(wěn)壓電源”(黃遠(yuǎn)義1991.11.4專利號91108409.6)。
本發(fā)明的就是要針對上述已有技術(shù)的不足，提供一種用最少的兩支電感構(gòu)成串并聯(lián)復(fù)合原理穩(wěn)壓的新型交流穩(wěn)壓電源。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了電網(wǎng)絡(luò)的拓補(bǔ)變換原理，對三電感線圈構(gòu)成的串并聯(lián)復(fù)合調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行等效移位變換，把原來兩支共地聯(lián)接的雙向可控硅改為浮地聯(lián)接，把原來浮地聯(lián)接的兩支電感改為共地聯(lián)接，根據(jù)電路拓補(bǔ)原理，網(wǎng)絡(luò)的功能不變。再在控制電路中對兩支雙向可控硅的移相信號進(jìn)行錯位設(shè)計和邏輯保護(hù)，當(dāng)觸發(fā)角1和觸發(fā)角2之和大于360度時，兩支雙向可控硅任何時候最多只有一支開通，兩支共地的調(diào)節(jié)電感最多只有一支工作另一只不工作，這樣就可用一支調(diào)節(jié)電感替代兩支調(diào)節(jié)電感，而電網(wǎng)絡(luò)的功能不變。
這樣本發(fā)明就用上述方案實現(xiàn)了把原來的三支電感壓縮為兩支電感，既保持了串并聯(lián)復(fù)合穩(wěn)壓范圍寬，動特性好的優(yōu)點，又消除了原網(wǎng)絡(luò)中的環(huán)流，減低了成本，減小了體積，減輕了重量，和減小了能耗的特殊效果。
以下結(jié)合


本發(fā)明的實施例。
圖一為本發(fā)明的電路原理圖。
圖中上半部為主回路，下半部為控制電路。其中L1、L2為中心抽頭電感，它們之間互感為M，L3為調(diào)節(jié)電感，C1為降壓電容，C2為升壓電容，C3為諧波濾波電容，T1、T2為雙向可控硅，R、C4為阻容吸收電路，L01、L02、C01、C02為輸入抗干擾濾波器，L4、C5為三次諧波陷波器，K為開關(guān)，V為電壓表，L為輸入火端，N為輸入零端，O為共模地端，LL為輸出火端，NN為輸出零端，B1為輸入取樣變壓器，B2為同步變壓器，B3為輸出取樣變壓器，B4、B5為觸發(fā)脈沖隔離變壓器，741構(gòu)成比例積分器，324完成信號綜合，同步限幅，558完成雙路錯位移相限相，7400，7404組成單穩(wěn)獨發(fā)和邏輯控制。
當(dāng)T1開通，T2關(guān)斷時，L3受T1控制，此時L1、L2通過互感M構(gòu)成串聯(lián)補(bǔ)償升壓，其等效電路為正弦能量分配器。
當(dāng)T1關(guān)斷，T2開通時，L3受T2控制，此時L1與受控的L3構(gòu)成并聯(lián)分流降壓，其等效電路為可控穩(wěn)壓變壓器。
當(dāng)T1關(guān)斷，T2關(guān)斷時，不升壓也不降壓。
當(dāng)T1開通，T2開通時，C3對T1、T2短路放電，這是不允許的狀態(tài)，通過控制電路的錯位移相和邏輯保護(hù)來防止此種狀態(tài)。
C3與L1、L2兩端并聯(lián)，由于電容的容抗反比于頻率可以消除由于通過雙向可控硅的不連續(xù)電流所造成的諧波分量，校正輸出電壓接近正弦波。
C1、C2和電感L1，L2還可抑制電網(wǎng)的差模干擾，L01、L02、C01、C02作為共模濾波器，把O端接大地后就能抑制電網(wǎng)的共模干擾。
圖二為本發(fā)明的控制信號流程圖。
圖中上半部為主回路的矢量模型，下半部為控制電路模型，Ei為輸入電壓，E0為輸出電壓，V0為基準(zhǔn)電壓，它的穩(wěn)壓工作原理為輸出電壓經(jīng)取樣，整流濾波后送到比較器和給定基準(zhǔn)電壓V0相減，其誤差信號送到比例積分器放大，放大的信號對移相器移相，觸發(fā)脈沖送到T1，T2控制雙向可控硅的導(dǎo)通角，等效改變時變電感量，使得輸出電壓朝著減小誤差方向運動，當(dāng)過渡過程結(jié)束后輸出電壓被穩(wěn)定在標(biāo)稱值上。
通過輸入變壓器取樣，裂相三相整流后得到一個平滑無滯后的前饋控制信號送入信號綜合器，以加速源效應(yīng)的動態(tài)響應(yīng)速度。
由于閉環(huán)反饋控制是把主回路作為一個環(huán)節(jié)包含在積分器后的閉環(huán)內(nèi)，因此不論是輸入電壓的變化，還是負(fù)載的變化，輸出電壓都能實現(xiàn)無差調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的另一實施例可用光觸發(fā)雙向可控硅接入主回路，以省去B4，B5隔離變壓器。若用有源接口電路替代B1，B2，B3，用阻容限流供電CMOS組件，則可實現(xiàn)控制器無變壓器小型化，單片化，并且穩(wěn)壓精度和溫漂指標(biāo)都提高一個量級。
權(quán)利要求
1.一種拓補(bǔ)寬限凈化交流穩(wěn)壓電源，由輸入抗干擾濾波器，雙邊正弦能量調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，控制電路電聯(lián)接構(gòu)成，其特征是雙邊正弦能量調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)由兩支獨立電感線圈，兩支雙向可控硅，三支電容構(gòu)成，兩支雙向可控硅一端與中心抽頭電感兩端聯(lián)接，兩支雙向可控硅另一端和調(diào)節(jié)電感相聯(lián)接，升壓電容和降壓電容分別與中心抽頭電感兩端相聯(lián)接，諧振濾波電容與中心抽頭電感兩端相聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拓補(bǔ)寬限寬凈化交流穩(wěn)壓電源，其特征是中心抽頭電感線圈的兩端分別聯(lián)接降壓電容和升壓電容，中心抽頭聯(lián)接在輸入濾波器后的高電位端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拓補(bǔ)寬限凈化交流穩(wěn)壓電源，其特征是降壓電容和升壓電容的另一端聯(lián)接在輸入濾波器后的低電位端，聯(lián)接點作為輸出電壓的低電位端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拓補(bǔ)寬限化交流穩(wěn)壓電源，其特征是諧波濾波電容的兩端分別并聯(lián)在中心抽頭電感線圈的兩端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拓補(bǔ)寬限凈化交流穩(wěn)壓電源，其特征是兩支雙向可控硅的一端分別并聯(lián)在中心抽頭電感線圈的兩端，兩支雙向可控硅的另一端并聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拓補(bǔ)寬限凈化交流穩(wěn)壓電源，其特征是調(diào)節(jié)電感的一端和兩支雙向可控硅的并聯(lián)端相聯(lián)接，調(diào)節(jié)電感的另一端聯(lián)接在輸出電壓的低電位端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種拓補(bǔ)寬限凈化交流穩(wěn)壓電源，主回路由兩只電感、兩只雙向可控硅、三只電容構(gòu)成雙邊正弦能量調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，它綜合串聯(lián)補(bǔ)償和并聯(lián)分流調(diào)節(jié)原理為一體，實現(xiàn)了在輸入電壓140—300伏范圍內(nèi)穩(wěn)壓，抗干擾，且有良好的動態(tài)響應(yīng)特性。
文檔編號G05F1/44GK1063563SQ9210153
公開日1992年8月12日 申請日期1992年3月12日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月12日
發(fā)明者黃遠(yuǎn)義 申請人:黃遠(yuǎn)義