专利名称：高功率因数电力节电器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高功率因数补偿调整的电力装置，尤其是对交流用电设备或照明设备的功率因数进行调整电源整流的电子装置。
背景技术：
在公用电网和企业电网中都存在有用电耗和无用电耗，典型消耗无用电能的负载有异步电动机、变压器及照明光源等电气设备，由于这些电气设备感性负载，功率因数低， 容易造成电压下降、电流增大，导致电能浪费。因此通过测量电气线路中各部分电压，计算其功率因数，进行自动补偿显得十分必要。使用交流电源的各种电子设备中，输入的交流电源经二极管整流电容器滤波后输出直流再供给负载电路，其通常电路方式为半波整流滤波，桥式整流滤波及倍压整流滤波。 通常的二极管整流，电容器滤波电路具有电路结构简单、成本低、效率高等特点。但这种方式的电路只有当输入交流电源的电压幅值超过直流输出端滤波电容上的电压时，整流二极管才能导通，并向滤波电容及负载供电。所以在输入电流每个交流周期内，只有较短的时间内流通电流，电流波形呈不连续的脉冲尖峰。电源电流中谐波分量多，可达基波分量的 1. 1-1. 4倍，线路功率因数低为0. 5-0. 6。大量使用常规形式的整流滤波电路，会影响电子设备及供电网络的安全运行。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高功率因数电力节电器，它能有效改善调整常规整流电路的感性特性，克服其功率因数低电流谐波分量大的缺点，使电源电路中的谐波分量小于基波分量。为了解决上述技术问题，本实用新型高功率因数电力节电器，它包括一个电感器， 一个电容器；二个开关器件以及二极管和滤波电容器组合构成，其特征在于电感器串联连接于电源输入两端的任何一端或分成两部分分别串联连接于电源输入的两端开关二极管以同极性方向串联连接，其串联连接的负极连接直流输出的正端，串联连接的正极连接直流输出的负端，电容器的两端分别连接开关二极管串联连接的中点和开关器件串联连接的中点，电源输入的两端在串联接入电感器以后的两端接线中，一端连接到开关二极管串联连接的中点，另一端在桥式整流滤波电路中连接整流二极管串联连接的中点，在倍压整流滤波电路中连接滤波电容器串联连接的中点。本实用新型的高功率因数电力节电器，用于电子设备的电源整流滤波电路中，电源接通后，当两个开关器件尚未启动处于关闭状态时，整流电路工作于常规的桥式整流滤波电路状态。当两个开关器件启动工作于较高频率的交替开关工作状态后，电感器、电容器及开关器件配合工作在开关电源的状态下，这时输入电源对电路的电流输送其包迹波形是连续的。同时，这电流的包迹波形也随输入交流电压在幅值和位相上同步变化，波形近似于输入交流电源的正弦波形。电子设备使用本实用新型的高功率因数电力节电器后，可提高输入电源的线路功率因数，减少电流谐波分量，提高电网及电子设备的运行可靠性。以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型高功率因数电力节电器作进一步详细说明。
图1是本实用新型高功率因数电力节电器的线路示意图。
具体实施方式
在图1所示的高功率因数电力节电器中，虚线框内部分是常规桥式整流滤波电路，全部电路构成本实用新型的高功率因数电力节电器。电路中，电感器6应串联连接于电源输入两端的任何一端或分成两部分分别串联入两端回路之中，其电感量根据电路功率及开关器件的工作频率选取，其范围以 0. 05mH-500mH为宜。电容器7的一端连接于二极管2、3的交接点，另一端连接开关器件8、 9的交接点上。该电容应选择无极性低损耗的电容器，电容量根据电路功率及开关器件的工作频率选取，其范围以500pf-5yf为宜。开关器件8、9串联后连接于直流输出的正负两端之间，其串联连接的中点连接电容器7的一端，并工作于交替开关状态下。其开关频率及开关时间比根据电路特性需要受电路开关控制部分调整。开关器件8、9可选择使用双极型晶体管(BJT)；双极模式静电感应晶体管{BSIT)场效应管(VDMC^}；可控硅(SCR)；及其它可控制的开关器件。二极管2、3选择与之电路开关频率耐压及电流要求相适应的二极管。其余元件按图中的电路连接，其特性要求与常规的整流滤波电路相同。本实用新型的工作原理如下电路在交流电源1接通以后，交流电源1通过电感6 二极管2、3、4、5组成的桥式整流电路向电容10充电，并向负载供电，当开关控制电路启动开关器件8、9交替开关工作后，电路进入正常工作状态。当交流电源1的输入端A处于正电位，B处于负电位的时间内，则二极管5导通，二极管(3关闭；在开关器件9处于导通，开关器件8处于关闭状态时，交流电源IA端通过电感器6电容器7开关器件9 二极管5交流电源1的B端流通电流，并将电磁能在电感器6中储存。在此时间内二极管2处于关闭。 当开关器件9由导通转变成关闭，开关器件8由关闭转变成导通后，电流由电感6上的感应电势与电源电压叠加后经二极管2电容器7开关器件8向电容器10充电，同时流向负载电路，从而在直流输出端及电容器10上形成高于电源电压的直流电压，直流电源输出端11。 当交流电源IA端处于负电位，B端处于正电位的时间内，二极管4导通，二极管2关闭。在开关器件8处于导通，开关器件9处于关闭时，交流电源IA端通过电感器6电容器7开关器件8 二极管4交流电源IB端流通电流，并将电磁能在电感器6中储存。在开关器件8由导通转变成关闭，开关器件9由关闭转变成导通后，电流由电感器6的感应电势与电源电压叠加后经二极管3电容器7开关器件9向电容10充电，并流向负载电路。如此周而复始， 形成稳定的连续工作过程。本实用新型的电路在交流供电每个周期的工作过程中，输入交流电源连续通过开关器件及二极管向滤波电容及负载供电。输入电流的包迹波随着输入电压的变化在幅值和位相上同步变化。通过开关器件及二极管输出的直流电压是电感器的感应电势与电源电压叠加后送向直流输出端及滤波电容，所以输出的直流电压高于输入的交流电源电压。电路工作过程中，开关器件在控制电路的作用下，要求导通电阻小，关闭电阻大，开关转换速度快，这样电源经电路传递的能量损耗小，电路具有高的效率。
权利要求1. 一种高功率因数电力节电器，它包括一个电感器，一个电容器；二个开关器件以及二极管和滤波电容器组合构成，其特征在于电感器(6)串联连接于电源输入两端的任何一端或分成两部分分别串联连接于电源输入的两端，开关二极管0、3)以同极性方向串联连接，其串联连接的负极连接直流输出的正端，串联连接的正极连接直流输出的负端，电容器⑵的两端分别连接开关二极管0、3)串联连接的中点和开关器件(8、9)串联连接的中点，电源输入的两端在串联接入电感器(6)以后的两端接线中，一端连接到开关二极管(2、 3)串联连接的中点，另一端在桥式整流滤波电路中连接整流二极管G、5)串联连接的中点，在倍压整流滤波电路中连接滤波电容器(10、11)串联连接的中点。
专利摘要本实用新型公开了一种高功率因数电力节电器，它包括一个电感器，一个电容器；二个开关器件以及二极管和滤波电容器组合构成，电感器串联连接于电源输入两端的任何一端或分成两部分分别串联连接于电源输入的两端.开关二极管以同极性方向串联连接，其串联连接的负极连接直流输出的正端，串联连接的正极连接直流输出的负端，电容器的两端分别连接开关二极管)串联连接的中点和开关器件串联连接的中点，电源输入的两端在串联接入电感器以后的两端接线中，一端连接到开关二极管串联连接的中点。该电力节电器功能因数高，电源电流中谐波分量小，节能效果显著，广泛适用于公用电网、企业电网及感性电气设备中。
文档编号H02J3/01GK202210684SQ201120350098
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月14日 优先权日2011年9月14日
发明者韩骥 申请人:东台拓海节能科技发展有限公司