交流斩波电路的工频同步续流控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及市电交流斩波调压技术领域，是一种交流斩波电路的工频同步续流控制装置。
【背景技术】
[0002]交流斩波是实现市电调压变换的一种最好的技术形式，其电路结构框图见图1，包括斩波开关组件1、斩波和续流控制装置2、续流开关组件3、滤波电感4、滤波电容5、和负载6。由于感抗的作用，滤波电感4和负载6在斩波开关组件I每次导通后的关断会形成的感应电流，需要给感应电流提供继续流通的通路，即要在斩波开关组件I后的电路上并联连接承担感应电流继续流通作用的续流开关组件3，控制续流开关组件3的导通与关断的电压信号是由续流控制装置产生。续流的最好效果是续流电流开始时刻与斩波电流关断时刻之间没有时间间隔。
[0003]目前技术的续流控制装置产生的续流控制信号电压与控制斩波开关组件的信号电压密切相关，续流控制信号电压的频率与斩波控制信号电压的频率相同，图2中的“u斩波与u续流”分别是斩波控制信号电压波形和续流开关控制信号电压波形示意，由于斩波开关组件和续流开关组件都是采用IGBT开关元件，IGBT开关元件的开通和关断需要时间，而为了防止续流开关组件中的IGBT误导通造成对斩波后端电路的短路，需在斩波开关关断时刻tl和续流开关开通时刻t2之间设置一段延时，这段延时在电气技术行内俗称为“死区时间”。由于“死区时间” At，就造成续流电流开始时刻滞后于斩波电流关断时刻一小段时间Λ t，图2中的i就是续流电流开始时刻滞后于斩波电流关断时刻的波形示意，图3是图2中A部分的放大效果图，斩波电流和续流电流分别用较深填充和较浅填充表示。图2和图3中的t0是每次斩波流电流开始时刻，tl是每次斩波电流关断时刻，t2是每次续流电流开始时刻，At是续流电流开始时刻滞后于斩波电流关断时刻的时间，续流电流开始时刻滞后于斩波电流关断时刻就造成了续流的不及时，影响了交流斩波的续流效果，还由于必需要设置“死区时间” △〖，使得交流斩波的频率进一步提高受到了限制。在进行三相交流斩波时，还需要对斩波开关和续流开关的控制信号的相位进行更为精确和复杂的控制。
【发明内容】
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]交流斩波电路的工频同步续流控制装置，交流斩波电路包括斩波开关IGBT组件、工频同步续流控制装置Q、续流开关组件、滤波电感L、滤波电容C、和负载RL，续流开关组件包括续流开关Tl和续流开关T2，工频同步续流控制装置Q输出斩波控制信号电压给斩波开关IGBT组件，工频同步续流控制装置Q输出续流控制信号电压给续流开关组件，其特征是，工频同步续流控制装置Q输出给续流开关Tl和续流开关T2的续流控制信号电压信号的频率与输入斩波开关IGBT组件的交流电的工频频率相同。
[0006]工频同步续流控制装置Q将工频交流电转变成为两路分别对应于交流电正半周和负半周的续流控制信号电压；第一路续流控制信号电压施加在续流开关Tl的门极上，并在工频交流电的每个正半周开始时刻成为高电平并维持半个周期时间，随工频交流电的每个负半周开始时刻成为低电平并维持半个周期时间，使续流开关Tl在工频交流电的每个正半周内都处于导通状态，在工频交流电的每个负半周内都处于关断状态；第二路续流控制信号电压施加在续流开关T2的门极上，并在工频交流电的每个负半周开始时刻成为高电平并维持半个周期时间，随工频交流电的每个正半周开始时刻成为低电平并维持半个周期时间，使续流开关T2在交流电的每个负半周内都处于导通状态，在工频交流电的每个正半周内都处于关断状态。
[0007]三个工频同步续流控制装置Q应用于三相电路上，就构成三相交流斩波工频同步续流控制装置。
[0008]工频同步续流控制装置分别将第一路和第二路续流控制信号电压施加在续流开关Tl和T2的门极上，通过续流开关Tl和T2的工频同步的交替导通和关断，使得续流电流开始时刻与斩波电流关断时刻之间没有时间差，实现了续流效果最好的及时续流。
[0009]本实用新型的有益效果是:
[0010](I)交流斩波电路的工频同步续流控制装置输出的续流控制信号电压使得续流开关Tl和T2分别在交流电的每个正半周期间和负半周期间一直处于开通状态，使得斩波开关组件的每次关断都得到了没有任何时间延迟的及时续流，续流的效果更好。
[0011](2)由于在斩波开关关断时刻和续流开通时刻之间没有“死区时间”，因此交流斩波电路可采用更高的斩波频率，提升了交流斩波电路的技术性能。
[0012](3)由于交流斩波电路的工频同步续流控制装置产生的续流控制信号电压只与所斩波的交流电的频率节奏同步，使得斩波续流控制装置电路的结构更为简单，提高了交流斩波电路工作的可靠性。
[0013](4)采用本实用新型可以生产出应用任何性质负载的通用交流斩波调压器。
[0014](5)采用本实用新型还可以生产出具有自动稳压功能的交流电源。
【附图说明】
[0015]图1是交流斩波电路构成框图。
[0016]图2是续流开始与斩波关断存在时间延迟的波形示意图。
[0017]图3是图2中A部分放大了的斩波电流与续流电流波形时间关系示意图。
[0018]图4是工频同步续流的开始与斩波关断没有时间延迟的波形示意图。
[0019]图5是图4中B部分放大了的斩波电流与续流电流波形时间关系示意图。
[0020]图6是本实用新型实施例1的电路框图。
[0021]图7是本实用新型实施例2的电路框图。
[0022]图8是本实用新型实施例3的电路框图。
[0023]图9是本实用新型实施例4的电路框图。
[0024]图10是本实用新型实现工频同步续流控制装置的一种具体的电路图。
[0025]图11是本实用新型中交流斩波开关组件的第一种构成方式。
[0026]图12是本实用新型中交流斩波开关组件的第二种构成方式。
[0027]图13是本实用新型中交流斩波开关组件的第三种构成方式。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0029]实施例1
[0030]见图4、图5和图6所示，本实施例由斩波开关IGBT组件、续流开关Tl和T2、工频同步续流控制装置Q、滤波电感L、滤波电容C和交流负载RL构成，斩波开关IGBT组件的入端接电源相线，斩波开关IGBT组件的出端与滤波电感L 一端连接，电感L的另一端与滤波电容的一端和交流负载的一端相连接。斩波开关IGBT组件的出端还与续流开关T2的集电极连接，T2的发射极与Tl的发射极连接，Tl的集电极与电源中性线连接，电源中性线还与滤波电容的另一端、负载RL的另一端连接。将当电源相线L为正，电源中性线为负的状态定义为交流电的正半周，将当电源相线L为负，电源中性线为正的状态定义为交流电的负半周。则由Tl的集电极到发射极，再经与T2发射极与集电极间并联的阻尼二极管的正极到负极构成了对应于交流电正半周的续流通路，由Tl发射极与集电极间并联的阻尼二极管的正极到负极，再经T2的集电极到发射极构成了对应于交流电负半周的续流通路。
[0031]斩波开关在工频同步续流控制装置Q输出的斩波信号驱动下，进行脉宽调制方式的交流斩波，由工频同步续流控制装置Q产生的与交流电正、负半周变化同步的续流控制信号电压分别施加在续流开关Tl和T2的门极上，同步的续流控制信号电压使续流开关元件Tl和T2的交替开通和关断分别对应于交流电的正、负半周。由于续流开关Tl在交流电的每个正半周内都处于导通状态，斩波开关IGBT在每个正半周内数千次以上开通后的每次关断，都使得滤波电感和负载RL中电感产生的感应电流通过对应于交流电正半周的续流通路得到及时的续流。同理，由于续流开关T2在交流电的每个负半周内都处于导通状态，斩波开关IGBT在每个负半周内数千次以上开通后的每次关断，都使得滤波电感L和负载RL中电感产生的感应电流通过对应于交流电负半周的续流通路得到及时的续流。图4是工频同步续流控制装置产生的斩波控制信号电压“u斩波”、与交流电工频同步的正半周续流控制信号“u续流正”、与交流电工频同步的负半周续流控制信号“u续流负”、斩波电流与续流电流i时间关系的波形