纯电容电子变压器的制作方法

文档序号:7312611阅读:151来源:国知局
专利名称:纯电容电子变压器的制作方法
一种纯电容电子变压器用于输出电压的升降及交直流的互换。
本发明作出前,在已有技术中,变压器已用于各行业,其结构普遍采用绕线式、开关电源或阻容降压等几种变压形式。绕线式变压器结构复杂,重量重,造价昂贵;且在变压器工作时由于温升和磁力线损失,则导致功率损失比较严重,同时对其冷却介质的要求也比较高。开关电源运用于变压方面则造价相当昂贵,在推广运用方面有困难,而阻容式变压器结构简单,由AB输入端分别接电阻,电阻分别接CD输出端。通过电阻来调节电压的升降。使用时功率损失大,温升高,安全性及可靠性低。
本发明的目的在于克服上述不足之处,从而提供一种采用以电容为主要元件,通过切换电子式开关的作用,使电容瞬间实现串、并联切换,并使其在不同联接方式下进行充放电、从而实现输出电压的升降的纯电容电子变压器。
本发明的主要解决方案是这样实现的,输入端A端与开关K相接分成两路,开关K一路与开关K2—(1)相连接后接通C端,另一路与电容C1一端相连接,电容C1另一端分为两路,一路与开关K3—(1)连接并接通电容Cn的另一端,C1另一路则与开关K1—(1)一端相接,开关K1—(1)的另一端分为两路,一路与开关K2—(2)相接后与C端接通,K1—(1)另一路与C2的一端相接。电容C2的另一端分为两路,一路与开关K3—(2)相接与电容Cn的另一端接通,电容C2的另一路……依次类推到电容Cn—1的一端之前分为两路,一路与开关K2—(n—1)接通后与C端联通,另一路与电容Cn—1的一端连接。电容Cn—1另一端分为两路,电容Cn—1的一路与开关K3—(n—1)相接,接通Cn的另一端,电容Cn-1的另一路则与开关K1—(n—1)一端相接,开关K1—(n—1)另一端分为两路,一路与K2—(n)相接,并接通C端,另一路与电容Cn相连接;输入端B端与开关K′相接后,通过电容Cn的另一端连接开关K2与D端接通。


图1为发明结构线路图。
图2、图3为发明结构线路图的等效电路原理图。
图4为本发明结构线路图正弦波交流电相位原理图。
下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述如果输入端输入的是直流电,也可以采用本原理,通过电子开关来实现电容的串并联,从而达到升、降压或交直流互变。如图1所示A端直接与开关K相接后分成两路,一路与开关K2—(1)相接后与输出端C端相接,另一路则与电容C1一端相连接,而电容C1的另一端再分为两路,一路与开关K3—(1)连接之后与电容Cn的另一端接通,另一路则与开关K1—(1)一端相接,开关K1—(1)与K2—(2)开关连接后与输出端C端接通,K1—(1)另一路与C2的一端相接。电容C2的另一端又分为两路,一路与开关K3—(2)连接之后与电容Cn的另一端接通。电容C2的另一路……依次类推到电容Cn—1的一端之前分为两路,一路与开关K2—(n—1)接通后与C端联通,另一路与电容Cn—1的一端连接。电容Cn—1分为两路,一路与开关K3—(n—1)接通后与电容Cn的另一端接通,另一路则与开关K1—(n—1)的一端相连接,而开关K1—(n—1)的另一端再分成两路,一路通过开关K2—(n)与C端相连,而另一路则与电容Cn的一端相连。输入端B端首先与开关K′连通之后,通过与电容Cn的另一端接通相连后,再通过开关K2与输出端D端接通。
本发明的具体结构原理论述如下如图1所示图1中电容Cn,n为n个>1的自然数,根据实际任意设置。其中开关K、K′、K1—(1)……K1—(n—1)为一组以下简称开关组KK′;开关K2、K2—(1)、……K2—(n)、K3—(1)、K3—(2)…K3—(n—1)为一组以下简称K2、K3—(1)开关组。电路图中电子开关组KK′,同相运动即同时启、闭;开关组K2、K3—(1)同相运动;开关组KK1与开关组K2K3—(1)反相动作,即KK′闭合时,K2、K3—(1)则断开,反之则相反。当KK′闭合时则K2、K3—(1)断开,图1的等效电路如图2所示其中C1…Cn为电容;当KK′断开时,K2K3—(1)则闭合,则该电路图的等效电路如图3所示。
如图1所示当电压输入端为AB时,以输入的是正弦波交流电为例,在如图4的交流电相位图中,当输入电压在(1—2)π/2相位时,开关组KK′闭合,K2、K3—(1)开关组断开,则图1的等效电路如图2所示,此时该串联电容(n个n>1的自然数)充电,则每个电容的电压为V/n,在(2—3)π/2相位时,开关组KK′瞬间断开,同时K2、K3—(1)开关组闭合,此时的等效电路如图3所示,各电容处于并联状态,并开始放电,此时通过CD端输出电压,则输出的电压为V/n在(3—4)π/2相位时,开关组KK′闭合,开关组K2,K3—(1)断开,此时对串联电容进行反相充电,同样在(4—5)π/2相位时,开关组KK′断开,开关组K2、K3—(1)闭合,使各电容在并联状态下反向放电,此时C、D端反相输出V/n电压。如在输出端CD处配置反相开关,则可连续输出直流电,如加上整波电路则可以输出标准波形的交流电。
同样输入输出端也是可逆的。以CD端为电压输入端,在图4的波形图中,(1—2)π/2相位时开关组K2、K3—(1)开关闭合,KK′断开,各电容处于并联充电状态,当每个电容充电到最大电压V时,1—2相位结束,并进入2—3相位,则开关组K2、K3—(1)瞬间断开,同时开关组KK′闭合,此时各电容处于如图2所示的串联位置,同时开始放电,此时输出端AB的电压为n·v;同样在(3—4)π/2相位时,开关组K2、K3—(1)闭合,KK′断开,此时对串联电容进行反相充电,并在(4—5)π/2相位时进行反相充电,此时AB端输出的为n·V反相电压,从而达到升压的目的。
本发明具有以下优点由于采用了以电容为主要元件,通过切换电子式开关的作用使电瞬间实现串、并联切换,并使其在不同连接方式下进行充放电,从而实现输出电压的升降。如将本原理运用在电压的变化上,可以实现升、降压及交直流的互换,并具有体积小,重量轻,造价低,安全可靠等特点。
权利要求
1.一种纯电容电子变压器,其特征在于输入端A端与电子开关K相接分成两路,K一路与开关K2—(1)相连接后接通C端,另一路与电容C1一端相连接,电容C1另一端分为两路,一路与开关K3—(1)连接并接通电容Cn的另一端,另一路则与开关K1—(1)一端相接,开关K1—(1)的另一端分为两路,一路与开关K2—(2)相接后与C端接通,K1—(1)另一路与C2的一端相接,电容C2的另一端分为两路,一路与开关K3—(2)相接与电容Cn的另一端接通,电容C2的另一路……依次类推到电容Cn—1一端之前分为两路,一路与开关K2—(n—1)接通后与C端联通,另一路与电容Cn—1的一端连接,电容Cn—1的另一端分为两路,一路与开关K3—(n—1)相接,并接通Cn的另一端,电容Cn—1的另一路则与开关K1—(n—1)一端相接,开关K1—(n—1)另一端分为两路,一路与K2—(n)相连接并接通C端,另一路与电容Cn相连接;输入端B端与开关K′相接后,通过电容Cn的另一端连接开关K2与D端接通。
2.根据权利要求1所述的纯电容电子变压器,其特征在于所述的电容Cn(n为n个n>1)的自然数。
全文摘要
一种纯电容电子变压器用于输出电压的升降及交直流的互换,其主要采用AB输入端接开关组K、K’及开关组K2、K3-(1),开关组K、K’中连接电容C1、C2……Cn-1,电容Cn(n为n>1)的自然数。本发明以电容为主要元件,通过切换电子式开关的作用,使电容瞬间实现串、并联切换,并使其在不同连接方式下进行充放电,从而实现输出电压的升降,并具有体积小、重量轻、造价低、安全可靠等特点。
文档编号H02M7/02GK1246750SQ9911407
公开日2000年3月8日 申请日期1999年2月13日 优先权日1999年2月13日
发明者叶雪峰, 沈锡良, 陶志宏 申请人:叶雪峰, 沈锡良
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