一种单、三相全电压电源转换器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种单、三相全电压电源转换器，包括三相整流桥、电压检测电路和两个开关；其特征是三相整流桥将输入单相或三相电压交流电整流为直流电，在电源输入端设有中性线，分别组成三相电源接入的第一接线端(A)、第二接线端(B)、第三接线端(C)和中性线(N)，所述第一接线端(A)和第二接线端(B)同时为单相电源的输入端；电压检测电路根据输入端电压范围，控制两个开关通断组合，自适应宽电压输入范围。本发明设计合理，能自动识别单相或三相电源类型，而且适应全电压范围，使得电器设备实现即插即用的目的，实现不同国家和地区的无缝应用，通用性好的特点。
【专利说明】一种单、三相全电压电源转换器
【技术领域】:
[0001]本发明属于电学领域，特别涉及一种单、三相全电压电源转换器，尤其是一种兼容单相和三相电源、以及适应全球全电压范围的电源转换器。
【背景技术】:
[0002]集成调速电机(以下简称集成电机)是在原来电机的功能上的扩展。所以，只要是普通电机的应用领域也是集成电机的应用领域。普通电机不能用的领域可能也是集成电机能应用的领域。集成电机的应用可以是在电机的动力驱动领域，像数控机床，精密电动设备，空调，水泵，风机，空压机，化工，冶金，石油，码头等的动力设备上。也可以用在实验室，控制装置等的工控设备上。集成调速电机在国际上也有应用，在全球的应用中，由于各地电源的不同，具体表现在电压，频率和相数(例如，单相或三相)的不同，所以，不能用单一控制器来覆盖全球的应用，为此，生产厂家只能针对不同的地区生产不同的产品。
[0003]现有市场上有单相宽电压120V/240V的输入设备，其解决宽电压接入有两种方案，方案(I)要有人工介入(像一个拨拉开关)预先设定，方案(2)或用电子电路来产生宽电压输入。这些方案有以下缺点:1、方案(I)要人工介入，容易引起误操作，发生事故；2、方案(2)的成本高，在大功率情况下不能实现，而且，其方案使得系统效率降低(约10%) ;3、方案
(2)对于三相电源，其成本要比单相电源的应用大大提高，而且，对于通用的380V电压是不适用的；4、两个方案都不能二相和单相通用。
[0004]为此，如何解决现有技术的缺陷或不足，即成为本发明研究的对象。
【发明内容】
:
[0005]本发明的目的是设计一种能根据不同电源类型和电压范围，自动切换输出直流的单、三相全电压电源转换器。
[0006]本发明技术方案是这样实现的:一种单、三相宽全电压电源转换器，包括三相整流桥、电压检测电路和开关；其特征是三相整流桥将输入单相或三相电压交流电整流为直流电，在电源输入端设有中性线，分别组成三相电源接入的第一接线端A、第二接线端B、第三接线端C和中性线N ;三相整流桥包括串接的二极管Dl、D2，二极管D3、D4，二极管D5、D6，所述二极管D1、D3、D5的正极端相连于正向端E，该正向端经开关K2后为直流输出负端，所述二极管D2、D4、D6的负极端相连于负向端F，该负向端F也是直流输出正端；第一接线端A分三路，分别接电压检测电路、二极管D2正极端和开关Kl ;第二接线端B分两路，分别接二极管D4正极端和电压检测电路；第三接线端C接三极管D6正极端；中性线N接二极管D7负极端，该二极管D7正极端为直流输出负端；直流输出正端和直流输出负端之间并接有由电容Cl和电容C2串接的滤波电路，所述第一接线端A经开关Kl后接电容Cl和电容C2的连接点上；所述开关Kl和开关K2由电压检测电路控制切换；所述第一接线端A和第二接线端B同时为单相电源的输入端。
[0007]所述电压检测电路设定有三个电压判断区间，分别为小于140V的低电压，140V至250V之间的中电压,高于250V的高电压；电压检测电路根据输入电压状态，输入为低电压，开关Kl和K2闭合；输入为中电压，开关Kl断开,开关K2闭合；输入为闻电压，开关KU K2都断开。
[0008]本发明设计合理，能自动识别单相或三相电源类型，而且适应全电压范围，使得电器设备实现即插即用的目的，实现不同国家和地区的无缝应用，通用性好的特点。
【专利附图】
【附图说明】:
[0009]下面结合具体图例对本发明做进一步说明:
[0010]图1单、三相全电压电源转换器电路原理图
[0011]图2采用运算放大器组成的电压检测电路图
[0012]图3采用单片机组成的电压检测电路图
【具体实施方式】:
[0013]参照图1，单、三相全电压电源转换器，包括三相整流桥、电压检测电路和开关Kl和K2 ;其中三相整流桥将输入单相或三相电压交流电整流为直流电，在电源输入端设有中性线N，分别组成三相电源接入的第一接线端A、第二接线端B、第三接线端C和中性线N ;而第一接线端A和第二接线端B同时为单相电源的输入端。
[0014]三相整流桥包括串接的二极管Dl、D2，二极管D3、D4，二极管D5、D6，所述二极管D1、D3、D5的正极端相连于正向端E，该正向端经开关K2后为直流输出负端，所述二极管D2、D4、D6的负极端相连于负向端F，该负向端F也是直流输出正端；第一接线端A分三路，分别接电压检测电路、二极管D2正极端和开关Kl ;第二接线端B分两路，分别接二极管D4正极端和电压检测电路；第三接线端C接三极管D6正极端；中性线N接二极管D7负极端，该二极管D7正极端为直流输出负端；直流输出正端和直流输出负端之间并接有由电容Cl和电容C2串接的滤波电路，所述第一接线端A经开关Kl后接电容Cl和电容C2的连接点上；所述开关Kl和开关K2由电压检测电路控制切换。
[0015]所述电压检测电路设定有三个电压判断区间，分别为小于140V的低电压，140V至250V之间的中电压，高于250V至480V的高电压；电压检测电路根据输入电压状态，控制两个开关Kl和K2通断，形成如下的选择:输入为低电压，开关Kl和K2闭合；输入为中电压，开关Kl断开，开关K2闭合；输入为高电压，开关K1、K2都断开。
[0016]上述的电压检测电路为现有成熟技术，下面列出两种典型电压检测电路。
[0017]参照图2，采用运算放大器组成的电压检测电路图，电源的第一接线端A和第二接线端B接入后，经桥式整流电路、分压电路、分两路分别接入两个独立的运放电路，运放电路I输出经场效应管FETl后控制开关K1，而运放电路2输出经场效应管FET2后控制开关K2。
[0018]参照图3，采用单片机组成的电压检测电路图，电源的第一接线端A和第二接线端B接入后，经桥式整流电路、分压电路、接入单片机的第I脚，单片机的第2脚输出经场效应管FETl后控制开关K1、第8脚输出经场效应管FET2后控制开关K2。
[0019]接线方法:
[0020]1.第一接线端A和第一接线端B是专门给单相电源用，不必标示相线和零线(两根线可以任意接)。如果电源是三相中的两相线，像美国的3相208V电源，相与相的电压是208V,如果只有两相电源，那么，这也是看成三相电源中的单相电源，接到A、B端。
[0021] 2.在三相电源的情况下，如果是三相4线制，那么，第一接线端A、第二接线端B、第三接线端C，分别接三相电源，中性线N接零线。如果现场没有零线，那么，在低电压三相电源的情况下(线电压〈240V)，零线可以不接(也可以接)。
[0022]3.不管是单相或三相电源，第一接线端A和第一接线端B总是要有接线。
[0023]工作原理:
[0024]1.不管是单相或三相输入，第一接线端A和第二接线端B，总是能检测到外部电压；故电压检测电路的输入端分别接第一接线端A和第二接线端B。
[0025]2.电压检测电路，这个电压检测电路检测140V和250V这两个电压节点。把电压〈140V区间称为低电压，140V〈电压≤250V区间为中电压，电压>250V区间为高电压，分成三档电压区间。
[0026]3.开关K1、K2的初始状态是断开。
[0027]a)当电压是低电压时，开关K1，K2都闭合。
[0028]b)当电压是中电压时，开关Kl断开，开关K2闭合。
[0029]c)当电压是高电压时，开关K1、K2都断开。
[0030]4.单相电源工作时
[0031]a)输入端不是低电压，那么，二极管Dl、D2、D3、D4、开关K2就组成了正常的单相
全桥整流电路。
[0032]b)输入端是低电压，那么，二极管D1、D2、D3、D4和开关K1、K2就组成了单相倍压
整流电路。
[0033]5.三相电源工作时
[0034]a)当线电压是低电压时，二极管Dl至D6，开关K1、K2组成了三相倍压整流电路。
[0035]b)当线电压是中电压时，二极管Dl至D6，开关K1、K2组成了三相全波整流电路。
[0036]c)当线电压是高电压时，二极管Dl至D7，开关K1、K2组成了 3相半波整流电路。
[0037]总之，以上电路的变化，就是为了保证在现有全球电压(单相和3相)的范围里，保证母线电压不超过400V。而在这个设计中，开关Kl和K2起到了关键的作用，它们使得整流电路切换到不同的工作模式。由于这个切换是自动的，从用户的角度看来，这个电路是全球通用。
【权利要求】
1.一种单、三相全电压电源转换器，包括三相整流桥、电压检测电路和开关；其特征是三相整流桥将输入单相或三相电压交流电整流为直流电，在电源输入端设有中性线，分别组成三相电源接入的第一接线端(A)、第二接线端(B)、第三接线端(C)和中性线(N);三相整流桥包括串接的二极管(D1)、(D2)，二极管(D3)、(D4)，二极管(D5)、(D6)，所述二极管(D1)、(D3)、(D5)的正极端相连于正向端(E)，该正向端经开关(K2)后为直流输出负端，所述二极管(D2)、(D4)、(D6)的负极端相连于负向端(F)，该负向端(F)也是直流输出正端；第一接线端(A)分三路，分别接电压检测电路、二极管(D2)正极端和开关(Kl);第二接线端(B)分两路，分别接二极管(D4)正极端和电压检测电路；第三接线端(C)接三极管(D6)正极端；中性线(N)接二极管(D7)负极端，该二极管(D7)正极端为直流输出负端；直流输出正端和直流输出负端之间并接有由电容(Cl)和电容(C2)串接的滤波电路，所述第一接线端(A)经开关(Kl)后接电容(Cl)和电容(C2)的连接点上；所述开关(Kl)和开关(K2)由电压检测电路控制切换；所述第一接线端(A)和第二接线端(B)同时为单相电源的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种单、三相全电压电源转换器，其特征是电压检测电路设定有三个电压判断区间，分别为140V以下的低电压，140V至250V之间的中电压，250V以上的高电压；电压检测电路根据输入电压状态，输入为低电压，开关(Kl)和(K2)闭合；输入为中电压，开关(Kl)断开，开关(K2)闭合；输入为高电压，开关(Kl)、(K2)都断开。
【文档编号】H02M7/10GK103986345SQ201410178307
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】叶陆荣, 陈少波 申请人:上海汇波智能控制设备有限公司, 安波电机(宁德)有限公司