基于交流斩波的稳压电源的制作方法

1.本发明涉及电源技术领域，特别涉及一种基于交流斩波的稳压电源。


背景技术：

2.随着经济的快速发展，各种高功率和密集型用电设备越来越多，在高峰期集中使用时，电网会出现线路损耗大，线路传输能力下降导致的电网中电压不稳定的问题，进而对生产生活造成稳定性方面的影响，在此情况下各种用于稳定电网电压的稳压电源设备和系统应运而生。
3.目前市面上应用较广的稳压电源主要有：补偿式全自动交流稳压器和无触点可控硅式有级调压稳压器，补偿式全自动交流稳压器存在着碳刷易损坏，工作寿命短，可靠性差，动态响应时间长等缺点，无触点可控硅式有级调压稳压器电压稳定时输出电压不连续，稳压精度低，补偿变压器数量多，只能有级调节等缺点，为克服上述两类交流稳压器所存在的缺陷，研发新一代连续无级、无触点、低成本、高可靠性的交流稳压器已成为趋势，同时还需克服交流稳压器在使用过程中的杂波干扰问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种基于交流斩波的稳压电源，其优点是补偿精度高，响应速度快，且可以根据不同负载灵活调节补偿电压范围，同时可以避免对电网造成污染且对负载输出一个纯正的正弦波，适用范围广。
5.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
6.基于交流斩波的稳压电源，包括ac输入侧和ac输出侧，所述ac输入侧和ac输出侧之间设置有补偿变压器t1，并分别与所述补偿变压器t1的次级绕组的两端连接，补偿变压器t1的初级绕组连接有ac斩波调压装置，所述ac斩波调压装置包括正负补偿切换模块，正负补偿切换模块的输出端连接有igbt交流斩波器，所述igbt交流斩波器包括输入滤波器和输出滤波器，所述输入滤波器与ac电源的l/n线连接，所述输出滤波器与所述正负补偿切换模块连接。
7.通过上述技术方案，ac斩波调压装置可以根据其检测到的电网电压与设定的电压进行比对，在电网电压高于或者低于设定电压时,ac斩波调压装置输出一个电压来抵消或者增加电网电压，以使电网电压符合设定的电压再进行输入，当输入电压高时采用正负补偿切换模块导通补偿变压器负补偿来减少电压，当输入电压低时采用正负补偿切换模块导通补偿变压器正补偿来增加电压，以实现电压的稳定，同时，输入滤波器可以避免在对电网电压进行调压时对电网造成污染，在对负载进行输出时可以输出一个纯正的正弦波。
8.本发明进一步设置为：所述正负补偿切换模块包括四个双向晶闸管scr1、scr2、scr3和scr4，所述scr1和scr2的第一阳极连接，并与所述补偿变压器t1的初级绕组的一端连接，所述scr3和scr4的第一阳极连接并与补偿变压器t1的初级绕组的另一端连接。
9.本发明进一步设置为：所述scr1和scr3的第二阳极相互连接并与所述输出滤波器
的l端连接，所述scr2和scr4的第二阳极相互连接并与所述输出滤波器的n端连接。
10.通过上述技术方案，当电网电压高时scr2和scr3工作，igbt交流斩波器的输出的电压到达补偿变压器t1并实现反补偿，减少补偿变压器另一侧电压，实现低消电网的电压，当电网电压低时scr1和scr4工作，igbt交流斩波器输出的电压到达补偿变压器t1并实现正补偿，增加补偿变压器另一侧电压，实现增加电网的电压。
11.本发明进一步设置为：所述igbt交流斩波器还包括控制器，所述控制器包括正负切换控制信号模块，所述scr1、scr2、scr3和scr4的控制极与所述正负切换控制信号模块通信连接。
12.通过上述技术方案，控制器用于通过改变晶闸管内部电平的高低来实现通断，进而实现单独控制scr1、scr2、scr3和scr4的通断，以实现对补偿变压器t1进行正/负补偿。
13.本发明进一步设置为：所述控制器还包括电压采样模块和电流采样模块，所述电压采样模块的两个连接端分别与ac电源的l/n线连接，以实现对ac电源电压的实时采样。
14.通过上述技术方案，控制器根据电压采样模块读取到的电网电压，判断是否进行正负补偿。
15.本发明进一步设置为：所述ac输入侧和ac输出侧之间串联有电流互感器ct，所述电流互感器ct的绕组的两端与所述电流采样模块的两个连接端导通连接，以实现实时检测ac输入侧和ac输出侧之间的电流大小。
16.通过上述技术方案，控制器可以通过电流互感器对电路中的电流进行实时检测，供外部单元使用。
17.综上所述，本发明具有以下有益效果：
18.1.通过在供电回路中加入igbt交流斩波器，配合输入滤波器和输出滤波器，可以实现不对电网电压造成污染，同时可以对负载输出一个纯正的正弦波；
19.2.通过将补偿变压器与正负补偿切换模块相连，可以通过控制正负补偿切换模块的工作状态，对补偿变压器进行无触点式无级电压的正负补偿。
附图说明
20.图1是本实施例的稳压电源的结构示意图；
21.图2是本实施例的稳压电源的原理图；
22.图3是本实施例的稳压电源的电压补偿示意图；
23.图4是本实施例的稳压电源稳压流程示意图。
具体实施方式
24.以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
25.实施例：
26.参考图1和图2，基于交流斩波的稳压电源，包括ac输入侧和ac输出侧，ac电源为电网电源，ac输入侧和ac输出侧之间设置有补偿变压器t1，ac电源的l线与补偿变压器t1的次级绕组的两端连接，补偿变压器t1的初级绕组连接有用于控制补偿变压器t1补偿方式的ac斩波调压装置，ac斩波调压装置由正负补偿切换模块和igbt交流斩波器连接组成，其中igbt交流斩波器包括输入滤波器、输出滤波器以及控制器，控制器用于根据回路的电压以
及电流状态，通过pid算法控制igbt交流斩波器的调压和切换动作，输入滤波器设置在igbt交流斩波器的输入端，其il端和in端分别与ac电源的l/n线连接，输出滤波器设置在igbt交流斩波器的输出端，并与与正负补偿切换模块连接，输入滤波器可以避免igbt交流斩波器在调压的过程中产生干扰谐波污染电网电源，同时在igbt交流斩波器对正负补偿切换模块输出补偿电压时，输出滤波器可以保证输出波形为稳定的正弦波。
27.参考图1和图2，控制器还包括电压采样模块和电流采样模块，电压采样模块的两个连接端分别与ac电源的l/n线连接，以实现对ac电源电压的实时采样，ac输入侧和ac输出侧之间串联有电流互感器ct，电流互感器ct的绕组的两端与电流采样模块的两个连接端导通连接，以实现实时检测ac输入侧和ac输出侧之间的电流大小。
28.参考图2，正负补偿切换模块包括四个双向晶闸管scr1、scr2、scr3和scr4，控制器包括正负切换控制信号模块，scr1、scr2、scr3和scr4的共8个门极与控制器正负切换控制信号模块的8个控制信号端连接，控制器通过控制每个控制信号端的输出电流控制每个双向晶闸管内单个晶闸管的导通状态，以实现控制每个双向晶闸管的导通和关闭，scr1和scr2的第一阳极连接，并与补偿变压器t1的初级绕组靠近ac输入侧的一端连接，scr3和scr4的第一阳极连接并与补偿变压器t1的初级绕组靠近ac输出侧的一端连接，scr1和scr3的第二阳极相互连接并与输出滤波器的ol端连接，scr2和scr4的第二阳极相互连接并与输出滤波器的on端连接。
29.参考图2、图3和图4，当控制器通过电压采样模块检测到电网电压比igbt交流斩波器设置的电压高时，正负切换控制信号模块对scr2和scr3的门极施加控制电流，并使scr2和scr3导通，igbt交流斩波器输出的补偿电压经过输出滤波器处理后流经scr3并与scr2形成回路，以对补偿变压器t1实现反补偿，减少补偿变压器t1靠近ac输出侧一侧电压，实现低消电网的电压，使其符合设定电压，当电网电压低于igbt交流斩波器设置的电压时，正负切换控制信号模块对scr1和scr4的门极施加控制电流，并使scr1和scr4导通，igbt交流斩波器输出的补偿电压经过输出滤波器处理后流经scr1并与scr4形成回路，以对补偿变压器t1实现正补偿，增加补偿变压器t1靠近ac输入侧的电压，从而实现增加电网的电压，使其符合设定电压。
30.本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。