专利名称：互补相控式交流稳压电源装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种互补相控式交流稳压电源装置。
目前，广泛用于弥补电网质量的种类繁多、形式各异的交流稳压电源装置，无论其表现形式如何，大都普遍存在电压调节精度较低，电压调节速度较慢、抗干扰及可靠性较差等弊端。正弦能量分配器采用相控调压技术，虽然能够解决上述不利因素，但是其本身尚存在电压调节范围较窄，源边无功电流较大及无法应用在功率较大负载上的缺点。由此，长期以来上述类型的交流稳压电源装置给用户在方方面面带来了诸多不便。
本发明的目的是提供一种能够克服上述技术不足部分的互补相控式交流稳压电源装置。
本发明的目的是这样实现的互补相控式交流稳压电源装置，包括一次调节电路A、二次调节电路B及控制电路C，一次调节电路A与二次调节电路B互补相接，控制电路C分别与一次调节电路A及二次调节电路B相接。工作时，交流电源通过由一次调节电路A及二次调节电路B组合后的互补相控电路，并由控制电路C保证一、二次调节电路A、B中各晶闸管的导通角满足其互补关系，即可实现互补相控调节交流电压的目的。
本发明的优点是一、电压调节范围较大，它采用一、二次调节电路A、B组合后协同工作，并由控制电路C保证两调节电路中各晶闸管导通角满足其互补关系，在此条件下两调节电路分别所产生的补偿电压的基波同相位，串联迭加后的总补偿电压为两补偿电压之和，电压调节范围也为两调节电路各自调节范围之和，故电压调节范围增大；二、源边无功电流减小，因一、二次调节电路A、B中的各晶闸管导通角互补，使得两调节电路工作时分别所产生的无功电流的基波相位相反，经并联迭加后相互补偿，使源边总无功电流明显减小；三、应用面较广，它能够应用在功率较大的负载上。
说明书附
图1为本发明的电路框图；说明书附图2为本发明的电路原理图。
下面参照说明书附图结合实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明的互补相控式交流稳压电源装置，包括一次调节电路A、二次调节电路B及控制电路C，一次调节电路A与二次调节电路B互补相接，控制电路C分别与一次调节电路A及二次调节电路B相接。一次调节电路A中偶合电感L1的端3、端1两端并联电容C1，L1端2分别与电源输入端LIN、二次调节电路B中偶合电感L3端2及控制电路C脚1相接，同时与电源输入端LIN相接的L1端2串联L1中的自耦式补偿绕组L1-2后，通过L1端4再串联二次调节电路B中由偶合电感L3端4-5的构成互感式补偿绕组L3-2后接电源输出端LOUT；L1端1串联电容C2后接电源输入端NIN，同时L1端1与线性电感L2及晶闸管TCR1相串联后接电源输入端NIN，L2、TCR1的节点与控制电路C脚3相接，TCR1控制极与控制电路C脚2相接，电源输入端NIN分别与控制电路C脚4及电源输出端NOUT相接。二次调节电路B中偶合电感L3的端3、端1两端并联电容C3，L3端2与一次调节电路A中L1端2相接，L3中的互感式补偿绕组L3-2端4、端5分别与一次调节电路A中偶合电感L1端4及电源输出端LOUT相接，同时LOUT与控制电路C脚7相接；L3端1串接电容C4后接电源输出端NOUT，同时L3端1与线性电感L4及晶闸管TCR2相串联后接电源输出端NOUT，L4、TCR2的节点与控制电路C脚5相接，TCR2控制极与控制电路C脚6相接，电源输出端NOUT分别与控制电路C脚4及电源输入端NIN相接。控制电路C脚1为输入采样端，C脚7为输出采样端，C脚2、C脚6分别为触发脉冲输出端，C脚3、C脚5分别为晶闸管工作状态检测端。
本发明的互补相控式交流稳压电源装置工作原理为在一次调节电路A中，电容C1与偶合电感L1的并联谐振频率高于输入交流电压的频率，因此对于输入交流电压的基波而言，L1与C1并联后仍等效为一个电感。线性电感L2与晶闸管TCR1串联构成一个可控电感，改变TCR1的导通角可以改变L2中的电流。调节支路中的总电流I1是L2中电流与电容C2中电流的矢量和。TCR1的导通角较大时，L2中的电流幅值则大于C2中的电流幅值，此时支路总电流I1呈感性。这一感性电流同时也通过L1的主绕组L1-1、L1-2、L1-3，并在其中的自耦式补偿绕组L1-2中激励起一个补偿电压，该补偿电压与输入电压同相迭加，使L1端4输出电压高于L1端2的输入电压。TCR1的导通角越大，这一同相补偿电压越高。当TCR1的导通角较小时，L2中的电流幅值小于C2中的电源幅值，支路总电流I1呈容性。这一容性电流在L1-2中激励起的补偿电压与输入电压反相迭加，则使L1端4输出电压低于L1端2的输入电压。TCR1的导通角越小，这一反相补偿电压越高。由此，只要控制TCR1的导通角，就可以控制自耦式补偿绕组L1-2中补偿电压的大小和相位，实现对交流电压的调节。在二次调节电路B中，其工作过程与一次调节电路A基本相似，不同之处在于二次调节电路B中的补偿绕组L3-2为互感式，其接法与一次调节电路A中的自耦式补偿绕组L1-2接法极性相反，故补偿电压的相位与晶闸管导通角的对应关系都与一次调节电路A完全相反，由此，只要控制TCR2的导通角，即可控制L3中电流通过主绕组L3-1、L3-3的大小，由此控制互感式补偿绕组L3-2的补偿电压大小和相位，实现对交流电压的调节。一、二次调节电路A、B组合并协同工作时，由控制电路C保证各调节电路中两个晶闸管TCR1、TCR2的导通角满足其互补关系，即两个晶闸管导通角之和约为180°，在此条件下，一、二次调节电路A、B所产生的各自补偿电压的基波是同相位的，串联迭加后的总补偿电压是两部分补偿电压之和，电压调节范围也同样是两部分电路各自电压调节范围之和。同时晶闸管TCR1、TCR2导通角的互补关系又使得一、二次调节电路A、B两部分电路工作时所产生的无功电流的基波相位相反，经并联迭加后相互补偿，使电源输入端LIN的总无功电流明显减小。一、二次调节电路A、B两部分分别所产生的补偿电压中的三次谐波相位总是相反的，且不受晶闸管TCR1、TCR2导通角的影响，经串联迭加后可以相互抵消而使总失真减小。若二次调节电路B独立工作时，可将偶合电感L3端4与电源输入端相接，L3端5为输出端即可。控制电路C为现有技术，这里就不一一赘述。
权利要求
1.互补相控式交流稳压电源装置，包括一次调节电路A、二次调节电路B及控制电路C，其特征在于一次调节电路A与二次调节电路B互补相接，控制电路C分别与一次调节电路A及二次调节电路B相接。
2.根据权利要求1所述的互补相控式交流稳压电源装置，其特征在于一次调节电路A中偶合电感L1的端3、端1两端并联电容C1，L1端2分别与电源输入端LIN、二次调节电路B中偶合电感L3端2及控制电路C脚1相接，同时与电源输入端LIN相接的L1端2串联L1中的自耦式补偿绕组L1-2后，通过L1端4再串联二次调节电路B中由偶合电感L3端4-5的构成互感式补偿绕组L3-2后接电源输出端LOUT；L1端1串联电容C2后接电源输入端NIN，同时L1端1与线性电感L2及晶闸管TCR1相串联后接电源输入端NIN，L2、TCR1的节点与控制电路C脚3相接，TCR1控制极与控制电路C脚2相接，电源输入端NIN分别与控制电路C脚4及电源输出端NOUT相接。
3.根据权利要求1所述的互补相控式交流稳压电源装置，其特征在于二次调节电路B中偶合电感L3的端3、端1两端并联电容C3，L3端2与一次调节电路A中L1端2相接，L3中的互感式补偿绕组L3-2端4、端5分别与一次调节电路A中偶合电感L1端4及电源输出端LOUT相接，同时LOUT与控制电路C脚7相接；L3端1串接电容C4后接电源输出端NOUT，同时L3端1与线性电感L4及晶闸管TCR2相串联后接电源输出端NOUT，L4、TCR2的节点与控制电路C脚5相接，TCR2控制极与控制电路C脚6相接，电源输出端NOUT分别与控制电路C脚4及电源输入端NIN相接。
4.根据权利要求1所述的互补相控式交流稳压电源装置，其特征在于控制电路C脚1为输入采样端，C脚7为输出采样端，C脚2、C脚6分别为触发脉冲输出端，C脚3、C脚5分别为晶闸管工作状态检测端。
5.根据权利要求1所述的互补相控交流稳压电源装置，其特征在于控制电路C保证各调节电路中两个晶闸管TCR1、TCR2的导通角满足其互补关系，两个晶闸管导通角之和约为180°。
全文摘要
本发明提供了一种互补相控式交流稳压电源装置，包括一次调节电路A、二次调节电路B及控制电路C，一次调节电路A与二次调节电路B互补相接，控制电路C分别与一次调节电路A及二次调节电路B相接，它解决了现有技术所存在的电压调节范围较窄、源边无功电流较大及无法应用在功率较大负载上的缺点，是一项值得推广的技术。
文档编号G05F1/12GK1161489SQ9611576
公开日1997年10月8日 申请日期1996年5月6日 优先权日1996年5月6日
发明者李建明, 李宇兵 申请人:李建明, 李宇兵