专利名称：室内功率分配系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种向多个负载供电的室内功率分配系统。
背景技术：
近年来，用在办公室和家庭中的内装整流电路的负载，如个人计算机、音频视频设备、等等，数量不断增加。这些内装整流电路的负载，当瞬时电压值高时，具有允许大电流流过的特征。连接大量这样的负载，可能导致电压波形的失真。
此外，因为负载各有内装的整流电路，整流电路包括工作在高开关频率的逆变器，产生并辐射电磁波，导致对其他电气和电子设备的电磁干扰。
本发明的主要目的，是提供一种有不易产生波形失真和电磁干扰的室内功率分配系统。
发明内容
用于表示下面各单元的参考符号，与下面具体实施方式
一段中使用的参考符号相同。
按照本发明的室内功率分配系统，包括工作在工业电频率的AC(交流电)电源4；第二电容器C2；多个各与AC电源4串联的并联型受控开关电路A，A，...；和与各自并联型受控开关电路A，A，...连接的负载，其中，每一个并联型受控开关电路A，是包括相互并联的第一电容器C1和开关2的电路；负载各与第一电容器C1并联；且每一个并联型受控开关电路A，包括控制开关2的控制电路1，当加在负载上的电压变得高于第一预定值时，控制电路1使开关2接通，又当加在负载上的电压变得低于第二预定值时，控制电路1使开关2断开，该第二预定值低于第一预定值(权利要求1)。
按照该系统，当并联型受控开关电路与其上各自连接的负载工作时，每一个负载能够有效地以预定电压的电源供电。此外，因为开关工作在工业电频率，当与高频开关电源电路比较时，能够降低开关接通和断开时产生的高频电压和高频电流，从而防止电磁干扰。
还有，由于作为限流阻抗单元的第二电容器的功能，当电压瞬时值高时，可以缓和导致电压波形失真的过大电流流过的现象。
按照本发明另一种室内功率分配系统，包括工作在工业电频率的AC电源4；多个各与AC电源4并联的串联型受控开关电路B，B，...；和与各自并联型受控开关电路B，B，...连接的负载；其中，每一个串联型受控开关电路B，是包括相互串联的第二电容器C2、开关2、和第一电容器C1的电路；负载各与第一电容器C1并联；且每一个串联型受控开关电路B，包括控制开关2的控制电路1，当加在负载上的电压变得高于第一预定值时，控制电路1使开关2断开，又当加在负载上的电压变得低于第二预定值时，控制电路1使开关2接通，该第二预定值低于第一预定值(权利要求2)。利用该室内功率分配系统，能够获得与上述那些优点相同的操作优点。
按照本发明又一个室内功率分配系统，包括工作在工业电频率的AC电源4；多个各与AC电源4并联的并联型受控开关电路A′，A′，...；和与各自并联型受控开关电路A′，A′，...连接的负载，其中，每一个并联型受控开关电路A′，是包括第一电容器C1、与第一电容器C1并联的开关2、和与它们串联的第二电容器C2的电路；负载各与第一电容器C1并联；且每一个并联型受控开关电路A′，包括控制开关2的控制电路1，当加在负载上的电压变得高于第一预定值时，控制电路1使开关2接通，又当加在负载上的电压变得低于第二预定值时，控制电路1使开关2断开，该第二预定值低于第一预定值(权利要求3)。同样，利用该室内功率分配系统，能够获得与上述那些优点相同的操作优点。
当用过零开关作为上述开关时，还可能进一步抑制谐波噪声和防止起动电流。
在要求DC(直流电)电源的负载的情形下，向负载提供DC电源的整流电路，可以置于开关与第一电容器之间。
图1是按照本发明的室内功率分配系统的布线图。
图2画出图1室内功率分配系统中控制电路1的工作特性。
图3(a)是图1室内功率分配系统中电压V2的波形图。
图3(b)是图1室内功率分配系统中电压V1的波形图。
图4是按照本发明另一个实施例的室内功率分配系统的布线图。
图5画出图4室内功率分配系统中控制电路1的工作特性。
图6(a)是图4室内功率分配系统中电压V2的波形图。
图6(b)是图4室内功率分配系统中电压V1的波形图。
图7是按照本发明又一个实施例的室内功率分配系统的布线图。
图8画出图7室内功率分配系统中控制电路1的工作特性。
图9(a)是图7室内功率分配系统中电压V2的波形图。
图9(b)是图7室内功率分配系统中电压V1的波形图。
具体实施例方式
<室内功率分配系统1>
图1是按照本发明的室内功率分配系统的布线图。该室内功率分配系统，包括多个相互串联并通过串联电容器C2与AC电源连接的并联型受控开关电路A，A，...。串联电容器C2的安装位置，可以在AC电源4与并联型受控开关电路A之间，如图1所示，或者，可以在一个并联型受控开关电路A与另一个并联型受控开关电路A之间。
“负载”是指要求直流电的负载，如个人计算机、音频-视频设备、等等，或交流和直流兼容的负载，如加热器、灯泡、等等。
并联型受控开关电路A包括并联过零开关2、整流电路3、与平滑电容器C1的组合(见Japanese Unexamined Patent Publication No.H4-46565)。因为平滑电容器C1置于整流电路3之后，可以使用电解电容器。但是，也可以用非电解电容器。
过零开关2的开关作用，是通过设在并联型受控开关电路A中的控制电路1实现的。
平滑电容器C1的电压，即加在负载上的电压，以V1表示，而加在整流电路3输入上的电压，以V2表示。
图2画出控制电路1的工作特性。控制电路1有滞后，该滞后控制过零开关2的工作，如果加在负载上的电压V1在某一时间点变得高于预定值EU，过零开关2在该时间点之后电压V2的第一个过零点接通(导通)，又如果加在负载上的电压V1在某一时间点变得低于预定值EL(EL＜EU)，过零开关2在该时间点之后电压V2的第一个过零点断开(断路)。
图3(a)是电压V2的波形图，而图3(b)是电压V1的波形图。控制电路1控制过零开关2的工作，如果加在负载上的电压V1在某一时间点变得高于预定值EU，过零开关2在该时间点之后电压V2的第一个过零点接通。这样使电压V2在过零开关2接通之后的一段时间上保持为0。结果，停止向平滑电容器C1输送功率，导致电压V1下降。如果电压V1在某一时间点变得低于预定值EL，过零开关2在该时间点之后电压V2的第一个过零点断开。恢复向平滑电容器C1输送功率，于是电压V1开始增加。
通过这种控制，能够把加在负载上的电压V1维持在预定值EU和EL之间。对预定值EU和EL设置的具体数值，按照各个负载确定。
由于过零开关2的操作，从AC电源看进去，并联型受控开关电路A的阻抗，是在时间上变化的。当过零开关2接通时，它是0，而当过零开关2断开时，它的值与负载的阻抗有关。
因此，整个室内功率分配系统的阻抗，也是在时间上变化的。如果有某一瞬间，所有过零开关2碰巧接通，则在该瞬间，整个室内功率分配系统的阻抗，是串联电容器C2的阻抗，且全部电源电压都加在串联电容器C2上。如果有某一瞬间，所有过零开关2碰巧断开，则在该瞬间，整个室内功率分配系统的阻抗为最大，且加在串联电容器C2上的电源电压为最小。
按此方式，串联电容器C2吸收加在整个室内功率分配系统的电压。
此外，串联电容器C2起到保持电流恒定的限流阻抗单元的作用。串联电容器C2的限流功能，使它能在电源电压瞬时值高时，缓和导致电压波形失真的电源过大电流现象。
因为过零开关2适合在工业电频率上执行开关操作，当与工作在高频的开关电源比较时，能够降低开关接通和断开时产生的高频电压和高频电流。因此能抑制电磁波的产生，从而防止电磁干扰。还有，由于在过零点上开关，所以还能防止起动电流。
<室内功率分配系统2>
图4是按照本发明另一个实施例的室内功率分配系统的布线图。该室内功率分配系统，包括多个与AC电源4并联的串联型受控开关电路B，B，...。
每一个串联型受控开关电路B包括串联电容器C2、串联过零开关2、整流电路3、平滑电容器C1、和负载的组合。过零开关2的开关作用，是通过控制电路1实现的。
平滑电容器C1的电压，即加在负载上的电压，以V1表示，而加在整流电路3输入上的电压，以V2表示。
图5画出控制电路1的工作特性。控制电路1控制过零开关2的工作，如果加在负载上的电压V1在某一时间点变得高于预定值EU，过零开关2在该时间点之后电压V2的第一个过零点断开(断路)，又如果加在负载上的电压V1在某一时间点变得低于预定值EL，过零开关2在该时间点之后电压V2的第一个过零点接通(导通)。
图6(a)是电压V2的波形图，而图6(b)是电压V1的波形图。如果加在负载上的电压V1在某一时间点变得高于预定值EU，过零开关2在该时间点之后电压V2的第一个过零点断开。这样使电压V2在一段时间上保持为0。结果，停止向平滑电容器C1输送功率，导致电压V1下降。如果电压V1在某一时间点变得低于预定值EL，过零开关2在该时间点之后电压V2的第一个过零点接通。恢复向平滑电容器C1输送功率，于是电压V1开始增加。
通过这种控制，能够把加在负载上的电压V1维持在预定值EU和EL之间。
由于过零开关2的操作，串联型受控开关电路B的阻抗，是在时间上变化的。当过零开关2断开时，它是无限大，而当过零开关2接通时，它的值与负载阻抗及串联电容器C2有关。
因此，整个室内功率分配系统的阻抗，也是在时间上变化的。如果有某一瞬间，所有过零开关2碰巧断开，则在该瞬间，整个室内功率分配系统的阻抗，是无限大，没有电流流过。如果有某一瞬间，所有过零开关2碰巧接通，则在该瞬间，整个室内功率分配系统的阻抗为最小，且流过的电流为最大。
如上所述，整个室内功率分配系统的阻抗，也是在时间上变化的。但是，加在室内功率分配系统的电压起伏，能够被串联电容器C2吸收。
在每一个串联型受控开关电路B中的每一个串联电容器C2，起到限流阻抗单元的作用，以降低电流的起伏。串联电容器C2的限流功能，使它能在电源电压瞬时值高时，缓和导致电压波形失真的过大电流流过现象。
正如图1所示的室内功率分配系统的情形，本系统能够降低开关接通和断开时产生的高频电压和高频电流。因此能抑制电磁波的产生，从而防止电磁干扰。
<室内功率分配系统3>
图7是按照本发明又一个实施例的室内功率分配系统的布线图。该室内功率分配系统，包括多个与AC电源4并联的并联型受控开关电路A′，A′，...。
每一个并联型受控开关电路A′，包括串联的电容器C2、并联的过零开关2、整流电路3、平滑电容器C1、和负载的组合。过零开关2的开关作用，是通过控制电路1实现的。
平滑电容器C1的电压，即加在负载上的电压，以V1表示，而加在整流电路3输入上的电压，以V2表示。
图8画出控制电路1的工作特性。这里画出的操作，与参考图2说明的控制电路1的操作相同。
图9(a)是电压V2的波形图，而图9(b)是电压V1的波形图。这些波形分别与参考图3说明的电压V2和V1的相同。
通过图8和9所示的控制，能够把加在负载上的电压V1维持在预定值EU和EL之间。
由于过零开关2的操作，并联型受控开关电路A′的阻抗，是在时间上变化的。当过零开关2接通时，它是串联电容器C2的阻抗，而当过零开关2断开时，它的值与串联电容器C2及负载的阻抗有关。
因此，整个室内功率分配系统的阻抗，也是在时间上变化的。但是，加在室内功率分配系统的电压起伏，能够被串联电容器C2吸收。
作为限流阻抗单元的串联电容器C2的功能，使它能在电源电压瞬时值高时，缓和导致电压波形失真的过大电流流过现象。
此外，本系统能够降低开关接通和断开时产生的高频电压和高频电流。因此能抑制电磁波的产生，从而防止电磁干扰。
虽然至此已经说明本发明的具体实施例，但本发明的实施方案，不受这些实施例的限制。例如，工作在交流电上的负载(包括感性电机如洗衣机、致冷器、等等)，可以作为负载使用。在这种情形下，上述的整流电路不再是必需的。除此之外，在本发明的范围内，还可以作出各种其他的修改。
权利要求
1.一种室内功率分配系统，包括工作在工业电频率的AC电源；多个各与AC电源串联的并联型受控开关电路；和与各自并联型受控开关电路连接的负载，其中，在AC电源与并联型受控开关电路之间，或在并联型受控开关电路之间，串联第二电容器；每一并联型受控开关电路，是包括相互并联的第一电容器和开关的电路；每一个负载均与第一电容器并联；和每一个并联型受控开关电路包括控制该开关的控制电路，当加在负载上的电压变得高于第一预定值时，控制电路使该开关接通，又当加在负载上的电压变得低于第二预定值时，控制电路使该开关断开，该第二预定值低于第一预定值。
2.一种室内功率分配系统，包括工作在工业电频率的AC电源；多个各与AC电源并联的串联型受控开关电路；和与各自串联型受控开关电路连接的负载，其中，每一串联型受控开关电路是包括相互串联的第二电容器、开关、和第一电容器的电路；每一个负载均与第一电容器并联；和每一个串联型受控开关电路包括控制该开关的控制电路，当加在负载上的电压变得高于第一预定值时，控制电路使该开关断开，又当加在负载上的电压变得低于第二预定值时，控制电路使该开关接通，该第二预定值低于第一预定值。
3.一种室内功率分配系统，包括工作在工业电频率的AC电源；多个各与AC电源并联的并联型受控开关电路；和与各自并联型受控开关电路连接的负载，其中，每一并联型受控开关电路是包括第一电容器、与第一电容器并联的开关、和与它们串联的第二电容器的电路；每一个负载均与第一电容器并联；和每一个并联型受控开关电路包括控制该开关的控制电路，当加在负载上的电压变得高于第一预定值时，控制电路使该开关接通，又当加在负载上的电压变得低于第二预定值时，控制电路使该开关断开，该第二预定值低于第一预定值。
4.按照权利要求1到3任一项的室内功率分配系统，其中的开关是过零开关。
5.按照权利要求1到3任一项的室内功率分配系统，其中向负载提供直流电的整流电路，置于该开关与第一电容器之间。
全文摘要
本发明公开一种室内功率分配系统，包括电源4；多个并联型受控的过零开关电路A，A，...；和各与AC电源4串联的电容器C2，其中，每一个并联型受控的过零开关电路A包括控制过零开关2的控制电路，当加在负载上的电压变得高于第一预定值时，控制电路使过零开关2接通，又当加在负载上的电压变得低于第二预定值时，控制电路使过零开关2断开，该第二预定值低于第一预定值。利用该系统，电源能够有效地向每一负载供电。此外，因为过零开关2工作在工业电频率，所以能够降低高频噪声和防止电磁干扰。
文档编号H02J1/10GK1653666SQ0381076
公开日2005年8月10日 申请日期2003年5月8日 优先权日2002年5月13日
发明者王国华 申请人:新田株式会社