专利名称：模块化铁磁谐振式抗干扰交流稳压器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种交流稳压装置。主要涉及一种容量和体积结构可以以基本稳压单元进行并联叠加的铁磁谐振式抗干扰交流稳压器(简称CWY)和交流恒压变压器(简称CVT)。
近几年来随着电子技术的飞速发展，各类计算机高档微电子设备被大量使用。由于微电子设备比较脆弱，对电网的可靠性、稳定性、纯净性的要求比较高，因而就产生了各种各样的抗干扰型交流稳压电源，以抗击电网中大量产生的电压波动、浪涌、下陷、雷击、尖峰干扰等威胁高档电子设备正常运行的不利因素。在这些抗干扰交流稳压电源中CWY和CVT这两种铁磁谐振式抗干扰交流稳压电源的综合性能较好，它们同时具有稳压范围宽、抗干扰能力强、结构简单、可靠性高等特点，所以获得广泛应用。其结构如
图1所示(以单相CWY为例)其铁磁谐振变压器的初级绕组由输入主绕组N1和输入补偿绕组N2串联而成。次级绕组由输出主绕组N3和输出补偿绕组N4串联而成。在N3绕组上并联有电容器组C。在输入电流Ii的调制下产生谐振，从而使得次级的磁路进入饱和。这时当输入电压Vi变化时，可以使输出电压VO保持稳定，实现了稳压过程。由于这类谐振式交流稳压电源的工作原理比较特殊，次级磁路在工作时不论是否带负载都要进入饱和区，所以CWY的运行损耗就较大总处于高损耗区。这样，不仅严重浪费能源，还直接导致整机温升过高、噪音大、漏磁严重而影响环境。随着稳压器容量等级的增大，主变压器铁芯的重量成比例增加，体积也过于庞大，使得运输、安装非常困难，再者由于损耗的增加与铁芯散热面积的增加不成正比，所以大功率CWY或CVT的铁芯温升很高，直接导致故障率急剧上升。所以这类电源的应用范围一般都在20KVA以下(三相)。超过此范围后，用户对损耗、噪音、故障率高、运输、安装不便的反映就比较强烈。
本实用新型的目的是针对上述交流稳压装置存在的问题，提出一种能大幅度减轻运输、安装重量、减少运行损耗、降低噪音、大幅度提高运行可靠性的模块化、大功率铁磁谐振式抗干扰交流稳压电源装置。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案即在现有CWY或CVT的原理基础上，将重量、体积都较大的整体式主变压器电路改变成为由稳压原理相同、电路结构相同的多个重量轻、体积小、结构上可单独安装的小容量稳压模块并联而成的输出较大容量的CWY稳压器，这些可单独拆卸安装的小容量稳压模块通过电流检测控制电路并联，通过电流检测控制电路，自动地根据负荷的大小决定模块投入并联运行的时间和数量。
图1为现有的铁磁谐振式抗于扰稳压电源(CWY)电路原理图。
图2为本实用新型的电路原理图。
图3为本实用新型的电流检测控制电路原理图。
图4为模块化大功率铁磁谐振式抗干扰交流稳压电源实施例的具体电路图。
图中B为铁磁谐振稳压器铁芯，N1为输入主绕组，N2为输入补偿绕组，N3为输出主绕组，N4为输出补偿绕组，C为谐振电容，i为输入电流，Vi为输入电压，VO为输出电压，K为继电器切换开关，a为电流检测电路，b为运算比较电路，c为驱动执行电路。
如图2所示，用多个结构上完全独立，但稳压原理和电路形式完全相同的稳压模块A0,A1,…,An通过开关K1,K2,…,KN自动投入并联模块个数的稳压电源来取代图1所示的一个大输出容量、但体积重量都很大的整体式CWY交流稳压电源，在输变电压之间，并联着至少两个含铁磁谐振式抗干扰结构的稳压模块A0,A1,…,An，各个稳压模块A0,A1,…,An的输入端和输出端分别与开关K1,K2,…,KN的触点1K1-1,K2-1,…,KN-1和触点2K1-2,K2-2,…,KN-2连接，开关K1,K2,…,KN设置在电流检测控制电路(1)上，稳压模块A0,A1,…,An的铁磁谐振变压器的初级绕组由输入主绕组和输入补偿绕组串联而成，次级绕组由输出主绕组和输出补偿绕组串联而成。稳压模块A0,A1,…,An可以是单相稳压模块，也可以是三相稳压模块，其控制投入或切除的原理和电流检测控制电路都是一样的。
如图3所示，电流检测控制电路(1)由电流检测电路a、比较运算电路b、驱动执行电路c连接而成，电流检测电路由电流检测环及二极管、电阻、电容连接而成，电流检测环(2)套在输变电压的输出端，电流检测环(2)的信号输出端与二极管D的正极连接，二极管D的负极与电容G、电阻R1并接后作为电流检测电路(1)的输出端与比较运算电路b的输入端连接，比较运算电路b由多个运算器G11…,Gn1及其分立元件并联而成，分立元件可由多个电阻组成每个运算器G11…,Gn1的正电压输入端与电流检测电路a的输出端并接，每个运算器G11…,Gn1的输出端分别与驱动执行电路c的输入端连接，驱动执行电路C由多个驱动器G12…,Gn2及继电器K1…,Kn分别串联组成，每个驱动器G12…,Gn2的输出端与一个继电器K1…,Kn连接，每个驱动器的输入端作为驱动执行电路c的输入端与运算电路b的运算器G11…,Gn1输出端连接，继电器K1…,Kn的另两个触点，分别与稳压模块的主输入绕组和主输出绕组连接。
本实用新型用多个可单独拆卸的小容量稳压模块来取代一个大的整体化的铁芯。这些稳压模块是按稳压电源的实际负载大小不同(通过在电源输出端的电路进行检测)控制切换开关的动作来自动控制投入运行的模块数量，以达到自动调节输入功率减少备用功率损耗的目的。当负载较轻时投入运行的稳压模块数量少，这时的运行损耗就较小。当负载较重时，电流检测控制电路会自动将相应的模块投入工作，以满足这时较重负载下的稳压范围需要，这样就可以在不影响稳压电源实际负载时各项性能的前提下，大大减少轻、空载运行时的电能损耗，实现节能的目的，同时由于模块容量较小，装拆方便，也大大改善了运输条件和噪音漏磁指标。
本实用新型实施例如图4所示一台较大容量的CWY稳压电源，由两个较小容量的稳压模块A0和A1以及电流检测控制电路组成。A0和A1的结构与原理完全一样，都由主变压器铁芯B，输入主线圈N1，输入补偿线圈N2，输出主线圈N3，输出补偿线圈N4和谐振电容器组C组成。模块之间通过可拆卸端子进行电气联接，在运输时稳压模块可单独运输，这样可以大大减轻运输重量，到达安装现场后进行安装即可。模块现场安装完毕后，由图4可知，模块A1是通过继电器开关K1的触点与主电路并联的。K1的通断是由电流检测控制电路进行控制的。负载的大小通过电流检测电路a转化为一个电平信号，然后经过比较电路b与事先设定的给定值进行比较，如果负载较轻比较器G11就输出一个低电平信号，驱动器G12不驱动继电器。如果负载较重，比较器G11就会输出一个高电平信号以使驱动器G12驱动继电器K1工作，以投入第二个稳压模块A1，增加输出容量，保证重载情况下的各项指标不变。在本实施例中，整台稳压电源是由两个稳压模块A0,A1组成的。当负载较轻时，继电器K1不动作，触点K1-1,K1-2是处于常开状态，这时稳压模块A1没有并入电网。实际上整机处于一个小容量模块A0单独工作的状态，这时的损耗为整机损耗的一半，噪音和漏磁也较小。由于负载较轻，因此这时的稳压范围指标并不受影响，但整机运行寿命却因损耗小，散热条件好而有较大幅度提高。当负载增加后，负载电流的大小通过电流检测电路中的整流二级管D1滤波电容C1，分压电阻R1变成相应的电平信号送入比较运算电路b．比较电路b中可调电阻R3已设定好重载信号电平的数值。当负载较重时，负载电平信号大于设定的重载信号电平，则比较器G11(型号为324)翻转输出一个高电平驱动信号，通过驱动器G12(型号为2002A)驱动继电器K1。这时，触点K1-1,K1-2闭合，使得稳压模块A1并入电网共同对负载供电，以保证重载情况下的性能和稳压范围不变。因用户的负载状态是变化的，一日之内经常工作在轻载状态。所以通过本实用新型改进的稳压电源就可以经常运行在一个模块(A0)工作的状态，达到了节能、降耗、提高运行寿命、减少漏磁和噪音干扰的目的，同时使运输和安装也大为方便，体积小、重量轻。极大地提高了产品的竞争力。
权利要求1.一种模块化铁磁谐振式抗干扰交流稳压器，其特征在于整个稳压电源由多个稳压原理相同、电路结构相同的小容量稳压模块通过电流检测控制电路并联而成。
2.根据权利要求1所述的交流稳压器，其特征在于在输变电压之间，并联着至少两个含铁磁谐振式抗干扰结构的交流稳压模块。
3.根据权利要求1所述的交流稳压器，其特征在于每个稳压模块的输入和输出端口，都没有接线端，分别与电流检测控制电路的开关触电连接。
4.根据权利要求1所述的交流稳压器，其特征在于电流检测控制电路由电流检测电路、比较运算电路、驱动执行电路连接而成，电流检测电路由电流检测环及二极管、电阻、电容连接而成，电流检测环套在输变电压的输出端，电流检测环的信号输出端与二极管的正极连接，二极管的负极与电容电阻并接后作为电流检测电路的输出端与比较运算电路的输入端连接，比较运算电路由多个运算器及其分立元件并联而成，分立元件可由多个电阻组成每个运算器的正电压输入端与电流检测电路的输出端并接，每个运算器的输出端分别与驱动执行电路的输入端连接驱动电路由多个驱动器及继电器分别串联组成，每个驱动器的输出端与一个继电器连接，每个驱动器的输入端作为驱动执行电路的输入端与运算电路的运算器输出端连接，继电器的另两个触点，分别与稳压模块的主输入绕组和主输出绕组连接。
5.根据权利要求1所述的交流稳压变压器，其特征在于稳压模块的铁磁谐振变压器的初级绕组由输入主绕组和输入补偿绕组串联而成，次级绕组由输出主绕组和输出补偿绕组串联而成。
专利摘要一种模块化铁磁谐振式抗干扰交流稳压器,其特征在于整个稳压电源由多个稳压原理相同、电路结构相同的小容量稳压模块通过电流检测控制电路并联而成。本实用新型用多个可单独拆卸的小容量稳压模块来取代一个大的整体化的铁芯。这些稳压模块是按稳压电源的实际负载大小不同(通过在电源输出端的电路进行检测)控制切换开关的动作来自动控制投入运行的模块数量,以达到自动调节输入功率减少备用功率损耗的目的。
文档编号H02M1/12GK2327114SQ9823407
公开日1999年6月30日 申请日期1998年4月22日 优先权日1998年4月22日
发明者张安城 申请人:张安城