专利名称：一种稳压稳频器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电源技术领域，具体地说是一种稳压稳频器。
稳压稳频器，按英文字头，又名为CVCF，它具有稳压、稳频、抗干扰、不间断的供电特性，是计算机等各种电子设备理想的工频(50HZ或60HZ)电源。
现有的稳压稳频器，通常由整流器，逆变器及其控制单元和蓄电池单元构成。整流器将市电的交流电压转换成直流电压，逆变器则将此直流电压转换成稳压稳频的交流电压，供给负载。市电经整流后，在稳压稳频器中，已失去市电0线(NEUTRAL)的等电位点，加到负载上的一对输出端均带电，这是不允许的，为此，需要在市电输入端与稳压稳频器的输出端之间，加隔离变压器。隔离变压器属于一种功率变压器，它使稳压稳频器的成本增加，效率变低，工艺复杂，体积重量增加。
本实用新型的目的在于，设计一种结构简单、重量轻、成本低、工作安全可靠的稳压稳频器，它无需传统稳压稳频器的功率变压器，但确保稳压稳频器对负载输出端的0线，与市电对稳压稳频器的输入端0线，永远保持等电位。
本实用新型的目的是通过下述设计方案实现的，包括整流器、蓄电池单元、逆变器及控制单元，逆变器是由四个电子开关组成的全桥式逆变器，它的一个交流端经过一个电感与一个电容的一端相联作为火线输出端，另一个交流端与电容的另一端相联作为零线输出端，其特征在于所说的整流器的一个输入端作为火线端经过由控制单元中的相位检控器控制通断的继电器触点与市电的火线相联接，其另一个输入端作为零线与市电的零线及逆变器输出端的零线相联接。当市电正常时，继电器将市电接通，稳压稳频器输出的正弦电压相位跟踪市电相位。市电异常时，该继电器将市电输入端断开，稳压稳频器输出本机固有频率的正弦电压。
本实用新型结构简单，无功率变压器，使稳压稳频器向小型轻量、高效节能、低成本、低噪音、高可靠性方向前进一大步。
本实用新型有如下附图
图1稳压稳频器原理示意图图2另一种稳压稳频器原理示意图
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1为稳压稳频器的原理图，虚线方框23为整流器，包括D1、D2、D3、D4整流器件；24为逆变器，包括电子开关S1、S2、S3、S4、电感LF、电容CF，26为控制单元25为蓄电池单元，包括蓄电池组B、二极管D5、电感LB、电于开关S5及控制单元27。
上述整流器的第一输入端1经继电器RL与市电火线(HOT)相连接，第二输入端2与市电0线(NEUTRAL)相连接，并连接在所述稳压稳频器一对输出端的0线端上，以使这两个0线永远等电位。整流器的二个输出端跨接在滤波电容C的正、负极上。
上述逆变器的电子开关S1、S2、S3、S4构成全桥形式，跨接在上述滤波电容C的正、负极上，工作在脉冲开关状态。其导通的脉冲宽度，当市电正常时，是按跟踪市电的正弦波规律调制的，这使稳压稳频器的输出电压相位跟踪市电；市电异常时，则按本机固有频率的正弦波规律调制。电子开关S1、S2的公共点5经一支电感或直接接在上述一对输出端的0线端NEUTRAL上；电子开关S3、S4的公共点6经电感LF接上述一对输出端的火线HOT上，电容CF接在上述一对输出端上。电感LF、电容CF组成逆变器的滤波电路，当上述电子开关S2，S3按正弦调制规律连接通断时，上述滤波电容C上的直流电压VDC，便被斩成调宽脉冲，连续地加在LF、CF上，经滤波后，上述一对输出端上，便得到正弦电压的正半周，反之，当电子开关S1、S4按正弦调制规律连续通断时，上述一对输出端上，便得到负半周。
上述逆变器的控制单元26，控制电子开关S1、S2、S3、S4的通断，它包括相位检控器11、振荡分频器12，用于相位同步。当市电正常时，相位检控器11按市电相位校正振荡分频器12输出的本机相位脉冲，使之跟踪市电，并将继电器RL闭合，接通市电；当市电异常时，将继电器RL断开，振荡分频器12按周有频率振荡，输出固有频率的本机相位脉冲。
正弦波发生器13，三角波发生器14、脉宽调制器15构成脉宽调制系统。正弦波发生器13输出的正弦波相位，受控于振荡分频器12输出的本机相位脉冲，市电正常时跟踪市电相位。脉宽调制器15将此正弦波同来自三角波发生器14的三角波进行比较，便得到一个按市电正弦相位规律调宽的脉冲序列。
互补驱动电路16，接收上述脉宽调制器15产生的调宽脉冲，产生两两互补的四个驱动信号，分别控制上述逆变器的电子开关S1、S2和S3、S4按上述正弦调宽规律的脉冲状态通断。
电压检测器17，用于检测上述一对输出端上的电压值，并依此电压值，通过移动上述正弦波发生器13输出的正弦波电平改变脉宽调制器15的输出脉宽，于是，逆变器的电子开关S1、S2、S3、S4的脉冲导通宽度也随之变化，在上述一对输出端上得到的输出电压也跟着变化。这个负返馈过程，保证上述一对输出端上的电压稳定在给定范围内。
上述蓄电池单元的二极管D5，电子开关S5和电感LB构成电感型电压提升电路，在市电异常时电子开关S5工作在脉冲通断状态。当S5导通时，蓄电池组B的电压几乎全加在电感LB上，LB中的电流随时间呈线性上升，其存贮能量与流过LB的电流值平方成正比。当电子开关S5关断时，LB中存贮的能量，经二极管D5，释放给上述电容C，完成电压提升。电子开关S5脉冲导通时间的长短，决定了提升后的电压值。
上述蓄电池单元的控制单元27，控制电子开关S5的通断，它包括电阻R1，R2构成分压器，跨接在上述电容C的正、负极上，R2上的电压值与电容C上的电压值VDC成正比。误差放大器19将R2上的电压同给定的参考电压VREF的差值，进行差分放大。
脉宽调制器20将上述误差放大器19输出的差分信号，同三角波发生18给出的三角波相比较，产生调宽脉冲，加到电子开关S5的控制极上，控制S5的通断。当提升后的直流电压偏离给定值时，误差放大器19输出的差分信号随之变化，脉宽调制器20输出的脉宽也跟着变化，电于开关S5的脉冲导通时间也跟着变化，于是被提升的直流电压值被校正在给定范围内。
由于本实用新型无功率变压器，这使得上述电子开关S1、S2、S3、S4、S5根据不同情况，电路只作少许修改或变异，便可选用不同的电子开关器件，如双极晶体管、功率MOS—FET器件、绝缘栅型双极晶体管IGBT器件。
图2给出采用功率MOS—FET器件的一种实施例。电子开关S1、S2、S3、S4、S5、S6均为耐压大于500V的功率MOS—FET管。SW1、SW2为二个手动开关，分别用于控制市电输入和逆变器启停。TH为热敏开关，当所述稳压稳频器内部温度超过90℃时，将逆变器关断。VS1为浪涌吸收器，防止雷电或其它瞬态高压进入。NF为噪音滤波器、连同电容C1、C2滤掉各种射频干扰。变压器T1、T2、T3分别用于检测市电相位、稳压稳频器输出电压值、输出电流值，供逆变器控制电路C1作相位跟踪，过压保护和过载保护用。
图2的S6为充电用电子开关，市电正常时，S6处于脉冲通断状态，通过电感LB，对蓄电池组B进行充电。R3为阻值很小的测流电阻，R3上的压降与充电电流值成正比；根据R3上的压降和蓄电池组B正端的返馈信号，蓄电池单元的控制电路CB控制电子开关S6的脉冲导通时间，从而控制充电电流值和充电电压值。
图2的电子开关S5、电感LB、电子开关S6的内含反向保护二极管构成上述电感型电压提升电路。当市电异常时，该提升电路将蓄电池电压提升到予定值。根据分压电阻R2上的电压，蓄电池系统的控制电路CB，控制电子开关S5的通断，调整提升后的电压值。
权利要求1.一种稳压稳频器，包括整流器(23)、蓄电池单元(25)、逆变器(24)及控制单元(26)，逆变器(24)是由电子开关S1、S2、S3、S4、组成的全桥逆变器，它的一个交流端(6)经电感LF与电容CF的一端相联作为火线输出端HOT，另一个交流端(5)与电容CF的另一端相联，作为零线输出端NEUTRAL，其特征在于所说的整流器(23)的一个输入端(1)作为火线端经过由控制单元(26)中的相位检控器(11)控制通断的继电器触点RL与市电的火线(HOT)相联接，其另一个箱入端(2)作为零线端与市电的零线(NEUTRAL)及逆变器(24)输出端的零线(NEUTRAL)相联接。
专利摘要本实用新型公开了一种稳压稳频器，它包括整流器，逆变器和蓄电池单元，其特征在于市电的火线(HOT)经继电器接到整流器的第一输入端，市电的O线(NEUTRAL)接到整流器的第二输入端，全桥形式逆变器的一对输出端中的O线端直接与整流器的第二输入端相连，即与市电的O线相联，由于删除了传统的隔离变压器，使其小型、高效、低成本，具有稳压稳频、抗干扰、不间断的供电特性，是各种电子设备理想的工频电源。
文档编号G06F1/30GK2224434SQ94218358
公开日1996年4月10日 申请日期1994年8月12日 优先权日1994年8月12日
发明者董振隆 申请人:董振隆