一種穩(wěn)壓電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種穩(wěn)壓電源。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前市場(chǎng)上的穩(wěn)壓電源存在以下缺點(diǎn)：因含有工頻鐵芯或工頻平波環(huán)節(jié)而龐大沉 重；穩(wěn)壓響應(yīng)慢；運(yùn)用繼電器切換的線路，存在電壓突跳，調(diào)壓不連續(xù)的問(wèn)題；多數(shù)穩(wěn)壓器 只能穩(wěn)定電壓有效值，對(duì)無(wú)濾波校正功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種穩(wěn)壓電源，能夠減少實(shí)時(shí)運(yùn)算量，提高 效率，降低裝置的體積重量，也降低了成本。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種穩(wěn)壓電源，包括：包括單相矩陣變換 器，輸出電路和控制電路，其中，所述單相矩陣變換器的輸入端外接電源，其輸出端通過(guò)所 述輸出電路外接負(fù)載；所述控制電路的輸入端和輸出端分別與所述輸出電路的輸出端和所 述單相矩陣變換器的輸入端相連，形成反饋回路，所述控制電路的輸入端還外接電源；所述 單相矩陣變換器將輸入的交流電進(jìn)行轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)由所述輸出電路輸出至外接負(fù)載，而所 述控制電路對(duì)所述輸出電路的輸出端進(jìn)行采樣，并將采樣信號(hào)與給定的輸出電壓有效值進(jìn) 行比較，再根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整所述單相矩陣變換器中兩組雙向開關(guān)瞬時(shí)占空比，使得輸出 穩(wěn)定的有效電壓。
[0005] 進(jìn)一步地，所述控制電路包括：驅(qū)動(dòng)電路，數(shù)字濾波電路，穩(wěn)壓電路和實(shí)時(shí)運(yùn)算器， 其中，所述數(shù)字濾波電路的輸入端外接電源，所述數(shù)字濾波電路的輸出端依次通過(guò)所述實(shí) 時(shí)運(yùn)算器和所述驅(qū)動(dòng)電路與所述單相矩陣變換器的第二輸入端相連，所述穩(wěn)壓電路的輸入 端與所述輸出電路的輸出端相連，其輸出端與所述實(shí)時(shí)運(yùn)算器輸入端相連。
[0006] 進(jìn)一步地，所述數(shù)字濾波電路包括穩(wěn)壓管截取方波模塊，帶通濾波模塊，絕對(duì)值模 塊，過(guò)零信號(hào)檢測(cè)電路，其中，所述穩(wěn)壓管截取方波模塊、所述帶通濾波模塊和所述絕對(duì)值 模塊依次串聯(lián)在外接電源與所述實(shí)時(shí)運(yùn)算器之間，所述過(guò)零信號(hào)檢測(cè)電路的輸入端與所述 帶通濾波模塊的輸出端相連，其輸出端與所述實(shí)時(shí)運(yùn)算器的輸入端相連。
[0007] 更進(jìn)一步地，所述穩(wěn)壓電路包括電壓取樣模塊和整流平波模塊，其中，所述電壓取 樣模塊的輸入端與所述輸出電路的輸出端相連，輸出端與所述整流平波模塊輸入端相連， 所述整流平波模塊的輸出端與所述實(shí)時(shí)運(yùn)算器的輸入端相連。
[0008] 實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果：
[0009] 本發(fā)明的穩(wěn)壓電源由于沒(méi)有中間工頻平波環(huán)節(jié)，從而提高了該穩(wěn)壓電源的功率密 度和響應(yīng)速度，同時(shí)也使得裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，體積減小，降低了造價(jià)成本，并且減少實(shí)時(shí)運(yùn)算 量，在同樣的運(yùn)算速度下，提高斬波頻率。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0011] 圖1是本發(fā)明的一種穩(wěn)壓電源中單相矩陣變換器的一實(shí)施例的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖2是本發(fā)明的一種穩(wěn)壓電源的一實(shí)施例的功能模塊示意圖；
[0013] 圖3是本發(fā)明的一種穩(wěn)壓電源中的實(shí)時(shí)運(yùn)算器的實(shí)時(shí)檢測(cè)運(yùn)算流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0015] 參見圖1和圖2,分別為本發(fā)明的一種穩(wěn)壓電源的一實(shí)施例的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不意圖和 功能模塊示意圖。本實(shí)施例中該穩(wěn)壓電源具體包括：?jiǎn)蜗嗑仃囎儞Q器1，輸出電路2和控制 電路3,其中，單相矩陣變換器1的輸入端外接電源，其輸出端通過(guò)輸出電路2外接負(fù)載；而 控制電路3的輸入端和輸出端分別與輸出電路2的輸出端和上述單相矩陣變換器的輸入端 相連，從而形成反饋回路，且本實(shí)施例中該控制電路的輸入端還外接電源。本實(shí)施例中該輸 出電路2具體為濾波電路。參見圖2，本實(shí)施例中，該控制電路3具體包括：驅(qū)動(dòng)電路31，數(shù) 字濾波電路32,穩(wěn)壓電路33和實(shí)時(shí)運(yùn)算器34,其中，數(shù)字濾波電路32的輸入端外接電源， 輸出端依次通過(guò)上述的實(shí)時(shí)運(yùn)算器34和驅(qū)動(dòng)電路31與單相矩陣變換器31的輸入端相連， 而該實(shí)時(shí)運(yùn)算器34的輸入端還與穩(wěn)壓電路33的輸出端相連，而該穩(wěn)壓電路33的輸入端則 與輸出電路2的輸出端相連，從而形成反饋回路。
[0016] 本實(shí)施例中，輸入的交流電經(jīng)過(guò)單相矩陣變換器1進(jìn)行轉(zhuǎn)換后，再通過(guò)輸出電路 2輸出至外接負(fù)載；而控制電路3對(duì)輸出端進(jìn)行采樣，并根據(jù)采樣得到的采樣信號(hào)與預(yù)設(shè) 的期望輸出電壓調(diào)整所述單相矩陣變換器中雙向開關(guān)瞬時(shí)占空比，使得輸出穩(wěn)定的有效電 壓。具體地，參見圖3,本實(shí)施例中，首先，預(yù)先給定輸入電壓V1= 220V，期望輸出電壓V。^ a，從而得到給定電壓傳輸比以及給定斬波周期T=104秒=1，000Δτ;
[0017] 然后，控制電路中的實(shí)時(shí)運(yùn)算器將穩(wěn)壓電路所采樣得到的采樣信號(hào)，即輸出電壓 I,與預(yù)設(shè)的期望輸出電壓匕me相比較，并根據(jù)比較結(jié)果計(jì)算電壓傳輸比q，該電壓傳輸 比q的計(jì)算方式為：
[0018] 口二口給定-厶口，
[0019] 其中4
(其中，V。期望為預(yù)設(shè)的期望輸出電 壓值），Vi為輸入電壓Vi= 220V);
[0020] 再者，根據(jù)該電壓傳輸比q，以及輸入信號(hào)和微調(diào)后電壓傳輸比q后的輸出電壓， 調(diào)整雙向開關(guān)瞬時(shí)占空比mll、m22、ml2和m21，從而控制對(duì)應(yīng)雙向開關(guān)交替工作，從而校正 波形的畸變，使得輸出穩(wěn)定的有效電壓，其中mll、m22、ml2和m21的計(jì)算方式為：
[0021]
[0022] m12=m21=l_mn
[0023] SP，最后得到單相矩陣變換器中對(duì)應(yīng)雙向開關(guān)Sn~S22和S12~S21的導(dǎo)通時(shí)間Tρ T2：
[0024] ?\=mη ·Τ=mn · 1，000 ·ΔΤ
[0025] Τ2=m12 ·Τ=m12 ·1，000 ·ΔΤ〇
[0026] 本實(shí)施例中，該實(shí)時(shí)計(jì)算器可采用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，即單片機(jī)從輸入端實(shí)時(shí)采樣，經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換，計(jì)算出?\、Τ2控制對(duì)應(yīng)的電子開關(guān)Sη~S22和S12~S21交替工作，從而實(shí)現(xiàn)精確 濾波和穩(wěn)壓功能。本實(shí)施例中通過(guò)向?qū)崟r(shí)運(yùn)算器反饋輸出電壓，并根據(jù)輸出電壓對(duì)傳輸電 壓比q值進(jìn)行調(diào)整，從而穩(wěn)定輸出電壓的有效值；同時(shí)，通過(guò)對(duì)矩陣變換器兩對(duì)雙向開關(guān)瞬 時(shí)占空比mll、m22、ml2和m21的調(diào)節(jié)，校正波形的畸變，最終，使得輸出電壓幅值穩(wěn)定，正弦 度良好。
[0027] 參見圖2,本實(shí)施例中，該數(shù)字濾波電路32具體包括穩(wěn)壓管截取方波模塊，帶通濾 波模塊，絕對(duì)值模塊，過(guò)零信號(hào)檢測(cè)電路，其中，該穩(wěn)壓管截取方波模塊、帶通濾波模塊和絕 對(duì)值模塊依次串聯(lián)在外接電源與上述的實(shí)時(shí)運(yùn)算器34之間，而帶通濾波模塊的輸出端還 與過(guò)零信號(hào)檢測(cè)電路的輸入端相連，而該過(guò)零信號(hào)檢測(cè)電路的輸出端則與上述實(shí)時(shí)運(yùn)算器 34的輸入端相連。
[0028] 參見圖2,本實(shí)施例中，該穩(wěn)壓電路33包括電壓取樣模塊和整流平波模塊，其中， 電壓取樣模塊的輸入端與輸出電路2的輸出端相連，輸出端與整流平波模塊輸入端相連， 而整流平波模塊的輸出端與實(shí)時(shí)運(yùn)算器34的輸入端相連。
[0029] 以上所揭露的僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本發(fā)明之權(quán)利范 圍，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的全部或部分流程，并依本發(fā)明權(quán)利要 求所作的等同變化，仍屬于發(fā)明所涵蓋的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種穩(wěn)壓電源，其特征在于，包括單相矩陣變換器，輸出電路和控制電路，其中，所述 單相矩陣變換器的輸入端外接電源，其輸出端通過(guò)所述輸出電路外接負(fù)載；所述控制電路 的輸入端和輸出端分別與所述輸出電路的輸出端和所述單相矩陣變換器的輸入端相連，形 成反饋回路，所述控制電路的輸入端還外接電源； 所述單相矩陣變換器將輸入的交流電進(jìn)行轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)由所述輸出電路輸出至外接負(fù) 載，而所述控制電路對(duì)所述輸出電路的輸出端進(jìn)行采樣，并將采樣信號(hào)與預(yù)設(shè)的期望輸出 電壓調(diào)整所述單相矩陣變換器中兩組雙向開關(guān)瞬時(shí)占空比，使得輸出穩(wěn)定的有效電壓。2. 如權(quán)利要求1所述的穩(wěn)壓電源，其特征在于，所述控制電路包括：驅(qū)動(dòng)電路，數(shù)字濾 波電路，穩(wěn)壓電路和實(shí)時(shí)運(yùn)算器，其中，所述數(shù)字濾波電路的輸入端外接電源，所述數(shù)字濾 波電路的輸出端依次通過(guò)所述實(shí)時(shí)運(yùn)算器和所述驅(qū)動(dòng)電路與所述單相矩陣變換器的輸入 端相連，所述穩(wěn)壓電路的輸入端與所述輸出電路的輸出端相連，其輸出端與所述實(shí)時(shí)運(yùn)算 器輸入端相連。3. 如權(quán)利要求2所述的穩(wěn)壓電源，其特征在于，所述數(shù)字濾波電路包括穩(wěn)壓管截取方 波模塊，帶通濾波模塊，絕對(duì)值模塊，過(guò)零信號(hào)檢測(cè)電路，其中，所述穩(wěn)壓管截取方波模塊、 所述帶通濾波模塊和所述絕對(duì)值模塊依次串聯(lián)在外接電源與所述實(shí)時(shí)運(yùn)算器之間，所述過(guò) 零信號(hào)檢測(cè)電路的輸入端與所述帶通濾波模塊的輸出端相連，其輸出端與所述實(shí)時(shí)運(yùn)算器 的輸入端相連。4. 如權(quán)利要求2或3所述的穩(wěn)壓電源，其特征在于，所述穩(wěn)壓電路包括電壓取樣模塊和 整流平波模塊，其中，所述電壓取樣模塊的輸入端與所述輸出電路的輸出端相連，輸出端與 所述整流平波模塊輸入端相連，所述整流平波模塊的輸出端與所述實(shí)時(shí)運(yùn)算器的輸入端相 連。5. 如權(quán)利要求1或2或3所述的穩(wěn)壓電源，其特征在于，所述控制電路將采樣信號(hào)與預(yù) 設(shè)的期望輸出電壓調(diào)整所述單相矩陣變換器中兩組雙向開關(guān)瞬時(shí)占空比，使得輸出穩(wěn)定的 有效電壓具體為： 所述控制電路根據(jù)所述穩(wěn)壓電路所采樣得到的采樣信號(hào)和預(yù)設(shè)的預(yù)期輸出電壓調(diào)整 電壓傳輸比q，再根據(jù)所述電壓傳輸比q調(diào)整所述單相矩陣變換器的雙向開關(guān)瞬時(shí)占空比 mil、m22、ml2和m21，從而使得所述單相矩陣變換器輸出穩(wěn)定有效的電壓值，其中，所述電 壓傳輸比q的計(jì)算方式為：
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種穩(wěn)壓電源，其包括單相矩陣變換器，輸出電路和控制電路，其中，所述單相矩陣變換器的輸入端外接電源，其輸出端通過(guò)所述輸出電路外接負(fù)載；所述控制電路的輸入端和輸出端分別與所述輸出電路的輸出端和所述單相矩陣變換器的輸入端相連，形成反饋回路，所述控制電路的輸入端還外接電源；所述單相矩陣變換器將輸入的交流電進(jìn)行轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)由所述輸出電路輸出至外接負(fù)載，而所述控制電路對(duì)所述輸出電路的輸出端進(jìn)行采樣，并將采樣信號(hào)與預(yù)設(shè)的期望輸出電壓調(diào)整所述單相矩陣變換器中兩組雙向開關(guān)瞬時(shí)占空比，使得輸出穩(wěn)定的有效電壓。本發(fā)明的該穩(wěn)壓電源由于不需要工頻濾波器件，使得裝置體積減小，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，降低了成本。
【IPC分類】H02M5/22
【公開號(hào)】CN105305836
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510770646
【發(fā)明人】陳文博, 胡凱敏, 鄒元威, 金晶, 萬(wàn)衡
【申請(qǐng)人】蘇州奧聚億電氣自動(dòng)化有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月12日