一种调压装置的制作方法

本实用新型自动化控制技术领域，具体而言，涉及一种调压装置。

背景技术：

目前随着各种生活电器数量的逐年增长，各个地区的输电网压力开始增长，线路容量与用电负荷相差过大，大量的电器的使用造成了台区变空载电压偏高或者重载电压偏低的问题，而采取无功补偿、不平衡补偿等手段，只能对一些由无功和负荷不平衡引发的电压问题起到一定的改善作用，而对于由有功负荷的轻重引发的电压问题，则需要采取直接调压的措施进行治理。

现有技术中，使用的调压措施大多数为变压器有载触头调压和自耦变压器抽头调压；该调压方式至少存在有以下缺陷：都依靠触点进行不同电压的切换，存在触点烧蚀、触点黏连等故障隐患，安全性能低。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种调压装置，以解决上述问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种调压装置，包括：控制模块、第一变压器和桥式可控硅切换电路；

所述桥式可控硅切换电路包括多个桥臂，所述每个桥臂均包括：可控硅；

所述第一变压器的输入线圈与电压输出端连接，所述第一变压器的输出线圈包括多个抽头，每个抽头对应不同的线圈绕组，所述多个抽头分别与所述桥式可控硅切换电路中的对应的桥臂连接；

所述控制模块，用于通过控制所述桥式可控硅切换电路中可控硅的导通与断开，控制桥臂的导通与断开，进而使该桥臂所对应得第一变压器的输出线圈的不同的线圈绕组导通，实现对电压输出端的输出电压进行调节，以得到目标电压值。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中：

所述控制模块包括：微处理器、采样电路和可控硅触发电路；

所述微处理器通过采样电路进行对所述电压输出端的输出电压采样，所述微处理器用于将采样得到的输出电压与预设的电压阈值范围进行比较，当所述输出电压不在所述电压阈值范围内时，所述微处理器控制所述可控硅触发电路触发相应的可控硅导通，进而使第一变压器的输出线圈上相应的抽头所对应的线圈绕组导通，以得到目标电压值。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中：

所述可控硅触发电路包括：控制集成电路和第二变压器；

所述的微处理器与所述控制集成电路连接，所述控制集成电路用于输出驱动信号；

所述第二变压器的原边与控制集成电路连接，所述第二变压器的副边包括两组线圈绕组，所述两组线圈绕组均连接有二极管，所述两组线圈绕组均与被触发的可控硅连接；所述控制集成电路输出的驱动信号最终经过每组线圈绕组的二极管整流作用，产生触发脉冲，进而触发所述可控硅。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中：

所述控制集成电路与两个晶体管连接；

所述变压器原边的一端连接至所述两个晶体管的中点处，所述变压器原边的另一端连接隔直流电容。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中：

所述装置用于对三相电压独立进行调节；

所述第一变压器为三个，每个所述第一变压器均对应设有一个所述桥式可控硅切换电路。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中：

所述桥式可控硅切换电路还包括第一辅助切换电路，所述第一辅助切换电路包括：可控硅和电阻，所述可控硅和电阻串联以后与所述第一变压器的输出线圈连接，该可控硅在所述微处理器的控制下导通或者截止，以抑制桥式可控硅切换电路桥臂短路电流和所述第一变压器的励磁涌流。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中：

所述桥式可控硅切换电路还包括第二辅助切换电路，所述第二辅助切换电路包括：第二可控硅和电阻，所述可控硅与电阻并联后连接于所述桥式切换电路的输出端，该可控硅在所述微处理器的控制下导通或者截止，用于在所述调压装置状态切换过程中为所述第一变压器绕组提供续流通道。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中：

所述桥式切换电路包括三个桥臂，其中两个全桥共用一个桥臂。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中：

所述处理器连接有数字显示部件；

所述微处理器还用于将采样得到的输出电压传输至所述数字显示部件进行显示。

本实用新型实施例所提供的一种调压装置，该调压装置包括：控制模块、第一变压器和桥式可控硅切换电路；其中，桥式可控硅切换电路包括桥臂，每个桥臂均包括：可控硅；第一变压器的输入线圈与电压输出端连接，第一变压器的输出线圈包括多个抽头，每个抽头对应不同的线圈绕组，该多个抽头分别与所述桥式可控硅切换电路中的对应的桥臂连接；上述控制模块，用于通过控制桥式可控硅切换电路中可控硅的导通与断开，进而控制相应的桥臂的导通与断开，进而使该桥臂所对应的第一变压器的输出线圈的不同的线圈绕组导通，以实现对电压输出端的输出电压进行调节，以得到目标电压值；本实用新型实施例中通过桥式可控硅切换电路进行选择性的对第一变压器的输出线圈中的不同绕组导通，进而实现输出不同的电压，实现了对电压的调节，且避免了现有技术中使用触点开关进行不同电压的切换所带来的安全隐患。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图

图1示出了本实用新型的实施例所提供的一种调压装置的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的一种调压装置的整体电路结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的单相电调压的电路结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例所提供可控硅触发电路的连接示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，随着电网的负荷越来越大，各种调压装置越来越被广泛的应用到输电线路中；现有技术中的调压装置都是采用有载触头调压和自耦变压器抽头调压都依靠触点进行不同电压的切换，存在触点烧蚀、触点黏连等故障隐患，安全性能低；基于此本实用新型实施例提供了一种调压装置。

下面通过具体实施例进行对本实用新型方案的详细介绍。

参照图1所示的实施例，本实用新型实施例中提供了一种调压装置，该调压装置包括：控制模块101、第一变压器102和桥式可控硅切换电路103；

上述桥式可控硅103切换电路包括桥臂，每个桥臂均均包括：可控硅；

上述第一变压器102的输入线圈与电压输出端连接，该第一变压器102的输出线圈包括多个抽头，每个抽头对应不同的线圈绕组，该多个抽头分别与桥式可控硅切换电路中的对应的桥臂连接；

上述控制模块101，用于通过控制桥式可控硅切换电路中不同的可控硅的导通与断开，控制半桥臂的导通与断开，进而使该半桥臂所对应的第一变压器的线圈绕组导通，进而输出不同的电压值，以实现对电压输出端的输出电压进行调节。

本实施例所提供的调压装置，设置有桥式可控硅切换电路，通过控制模块控制桥式可控硅切换电路的不同半桥臂的导通，控制第一变压器输出线圈上不同的线圈绕组导通来进行对输出电压的调节，是一种无触点调压装置，避免了现有技术中由触电调压方式所存在的安全性低的缺点；具有安全可靠的积极效果。

参照图2所示的，本实施例中上述的第一变压器连接市电的电压输出端，进一步的，本实施例中的调压装置用于对三相电进行独立调节，对应的，上述的第一变压器为三个，分别为第一变压器T1、第一变压器T2和第一变压器T3，每个第一变压器的输入线圈均接入至三相电中的单相电的电压输入端，参照图2所示，第一变压器T1的输入线圈接入至三相电输入的A相线上，第一变压器T2的输入线圈接入至三相电输入的B相线上，第一变压器T3的输入线圈接入至三相电输入的C相线上，每个第一变压器的输出线圈包括三个抽头，分别为：第一抽头、中心抽头和第二抽头，每个第一变压器分别对应一个桥式可控硅切换电路，每个第一变压器的输出线圈的第一抽头、中心抽头和第二抽头分别对应连接至桥式切换电路201的每个桥臂的中点处，每个桥式切换电路的三个桥臂的中点一方面与第一变压器的输出线圈的三个抽头连接，另一方面每个桥式切换电路与对应的相线连接；

本实施例中所提供的调压装置中，三相电中的每个相线所对应的桥式切换电路结构均相同；

当调压装置由一个状态切换至另一个状态的过程中，可控硅桥臂会出现短暂的直通以及变压器励磁涌流现像，因此本实施例中的桥式可控硅切换电路，还包括第一辅助切换电路203，该第一辅助切换电路203包括：可控硅和电阻，该可控硅和电阻串联以后与第一变压器的输出线圈连接，该可控硅在微处理器的控制下导通或者截止，以抑制桥式可控硅切换电路桥臂短路电流，以及抑制变压器的励磁涌流。

本实施例中的桥式可控硅切换电路，还包括第二辅助切换电路，该第二辅助切换电路包括：可控硅和电阻，该可控硅与电阻并联后连接于桥式切换电路的与相线之间，该可控硅在微处理器的控制下导通或者截止，用于当调压装置由一个状态切换至另一个状态的过程中为变压器绕组提供续流通道。

为更详细的介绍每个桥式可控硅切换电路，参照图3所示，图3示出了一个桥式可控硅切换电路的示意图，该桥式可控硅切换电路中由可控硅TR1、可控硅TR2、可控硅TR3、可控硅TR4、可控硅TR5和可控硅TR6构成半桥，其中TR1与TR2为共享桥臂；第一辅助切换电路由可控硅TR8和电阻R2串联构成，上述第二辅助切换电路由可控硅TR7和电阻R1并联构成；

本实施例中的与第一变压器相连的可控硅(TR1～TR6)共有五个工作状态：

1、当可控硅TR1、可控硅TR6导通，可控硅TR2、可控硅TR3、可控硅TR4、可控硅TR5截止时，第一变压器工作在降压状态。

2、当可控硅TR2、可控硅TR5导通，可控硅TR1、可控硅TR3、可控硅TR4、可控硅TR6截止时，第一变压器工作在升压状态。

3、当可控硅TR1、可控硅TR4导通，可控硅TR2、可控硅TR3、可控硅TR5、可控硅TR6截止时，第一变压器工作在降压状态(与可控硅TR1、可控硅TR6导通时降压比例不同，具体比例由设定的线圈绕组的匝数确定)。

4、当可控硅TR2、可控硅TR3导通，可控硅TR1、可控硅TR4、可控硅TR5、可控硅TR6截止时，第一变压器工作在升压状态(与可控硅TR2、可控硅TR5导通时升压比例不同，具体比例由设定的线圈绕组的匝数确定)。

5、当可控硅TR2、可控硅TR6导通，可控硅TR1、可控硅TR3、可控硅TR4、可控硅TR5截止时，第一变压器工作在电子旁路状态。

当第一变压器由一个状态切换至另一个状态的过程中，可控硅桥臂会出现短暂的直通以及变压器励磁涌流现像，因此为避免此现象的发生，本实施例中设有第一辅助切换电路。

第一辅助切换电路由可控硅TR8和电阻R2串联构成，上述第二辅助切换电路由可控硅TR7和电阻R1并联构成，当需要进行状态切换时，控制模块首先控制可控硅TR8导通，为变压器绕组提供续流通道；然后断开可控硅TR7，将限流电阻R1切入回路中，以抑制桥式可控硅切换电路桥臂短路电流，以及抑制变压器的励磁涌流，在完成桥式电路的可控硅状态转换以后，继而控制模块控制可控硅TR7导通，控制可控硅TR8断开，整个状态切换过程完毕。

本实用新型实施例中，上述三相电的每个相线于调压装置的连接方式均可以采用图3所示的连接方式。

本实用新型实施例中，上述控制模块包括：微处理器、采样电路和可控硅触发电路；该微处理器通过采样电路实现对市电电压输出端的输出电压的采样，微处理器用于将该输出电压与预设的电压阈值范围进行比较，当输出电压不在该电压阈值范围内时，微处理器控制可控硅触发电路触发相应的可控硅导通或者截止，进而使第一变压器的输出线圈上相应的抽头所对应的线圈绕组导通，以得到目标电压值。

本实施例中，上述的可控硅触发电路包括：控制集成电路和第二变压器；

微处理器与控制集成电路连接，控制集成电路用于输出驱动信号；

控制集成电路与两个晶体管连接；第二变压器原边的一端连接至两个晶体管的中点处，第二变压器原边的另一端连接隔直流电容。

第二变压器的原边与控制集成电路连接，第二变压器的副边包括两组线圈绕组，两组线圈绕组均连接有二极管，两组线圈绕组均与被触发的可控硅连接，控制集成电路用于输出驱动信号后每组线圈绕组通过二极管整流，产生触发脉冲，进而触发可控硅。

示例性地，参照图4所示，本实用新型实施例中的微处理器的IO口连接控制集成电路的使能端口，控制集成电路的引脚输出的驱动信号经过电阻R3、R4分别传递至晶体管Q1、晶体管Q2，晶体管Q1和晶体管Q2中点连接第二变压器的原边的一端，第二变压器原边的另一端与隔直电容C1相连，第二变压器的副边有两组线圈绕组，每组线圈绕组通过二极管整流，产生触发脉冲，进而触发一只可控硅。

需要说明的是，本实用新型实施例中的所有可控硅均可以通过使用图4中所示的实施例中的方式进行由微处理器控制导通或者截止，并且每个可控硅均由微处理器的不同IO口进行控制。

优选地，本实施例中变压器均为补偿变压器，其输出电压仅仅是总输出电压的一部分；同时因为变压器只承担输出容量的一小部分，所以变压器的体积、成本都不大。而可控硅因为也只提供变压器的驱动容量，因此也不需要很大的容量，可控硅所通过的电流只有负载电流的几分之一甚至十几分之一，工作时发热很少，损耗很低，能长时间可靠工作，因此调压器的容量可以允许设计的很大。示例性地，如果变压器采用10：1的变比，变压器只需要10KVA的容量，每相就能够向负载提供100KVA的容量；

因此本发实施例中所提供的调压装置具有结构简单、性能可靠和升降压切换状态稳定，输出电压的稳定性高的积极效果。

本实用新型实施例中所提供的调压装置允许三相电压各自独立调节，第一变压器为三个，每个所述第一变压器均对应设有一个所述桥式可控硅切换电路，每项电的调节原理与逻辑一样，在此不再赘述。

在某一具体实施例中，上述的微处理器还连接有数字显示部件；

该微处理器还用于将采样得到的输出电压传输至该数字显示部件进行显示，进而使工作人员可以方便的知道当前的输出电压的大小。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。