一种稳压电源的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种稳压电源。
【背景技术】
[0002] 目前市场上的稳压电源存在以下缺点：因含有工频铁芯或工频平波环节而庞大沉 重；稳压响应慢；运用继电器切换的线路，存在电压突跳，调压不连续的问题；多数稳压器 只能稳定电压有效值，对无滤波校正功能。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题在于，提供一种稳压电源，能够减少实时运算量，提高 效率，降低装置的体积重量，也降低了成本。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种稳压电源，包括：包括单相矩阵变换 器，输出电路和控制电路，其中，所述单相矩阵变换器的输入端外接电源，其输出端通过所 述输出电路外接负载；所述控制电路的输入端和输出端分别与所述输出电路的输出端和所 述单相矩阵变换器的输入端相连，形成反馈回路，所述控制电路的输入端还外接电源；所述 单相矩阵变换器将输入的交流电进行转换后，再经由所述输出电路输出至外接负载，而所 述控制电路对所述输出电路的输出端进行采样，并将采样信号与给定的输出电压有效值进 行比较，再根据比较结果调整所述单相矩阵变换器中两组双向开关瞬时占空比，使得输出 稳定的有效电压。
[0005] 进一步地，所述控制电路包括：驱动电路，数字滤波电路，稳压电路和实时运算器， 其中，所述数字滤波电路的输入端外接电源，所述数字滤波电路的输出端依次通过所述实 时运算器和所述驱动电路与所述单相矩阵变换器的第二输入端相连，所述稳压电路的输入 端与所述输出电路的输出端相连，其输出端与所述实时运算器输入端相连。
[0006] 进一步地，所述数字滤波电路包括稳压管截取方波模块，带通滤波模块，绝对值模 块，过零信号检测电路，其中，所述稳压管截取方波模块、所述带通滤波模块和所述绝对值 模块依次串联在外接电源与所述实时运算器之间，所述过零信号检测电路的输入端与所述 带通滤波模块的输出端相连，其输出端与所述实时运算器的输入端相连。
[0007] 更进一步地，所述稳压电路包括电压取样模块和整流平波模块，其中，所述电压取 样模块的输入端与所述输出电路的输出端相连，输出端与所述整流平波模块输入端相连， 所述整流平波模块的输出端与所述实时运算器的输入端相连。
[0008] 实施本发明实施例，具有如下有益效果：
[0009] 本发明的稳压电源由于没有中间工频平波环节，从而提高了该稳压电源的功率密 度和响应速度，同时也使得装置结构简化，体积减小，降低了造价成本，并且减少实时运算 量，在同样的运算速度下，提高斩波频率。
【附图说明】
[0010] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0011] 图1是本发明的一种稳压电源中单相矩阵变换器的一实施例的拓扑结构示意图；
[0012] 图2是本发明的一种稳压电源的一实施例的功能模块示意图；
[0013] 图3是本发明的一种稳压电源中的实时运算器的实时检测运算流程图。
【具体实施方式】
[0014] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0015] 参见图1和图2,分别为本发明的一种稳压电源的一实施例的拓扑结构不意图和 功能模块示意图。本实施例中该稳压电源具体包括：单相矩阵变换器1，输出电路2和控制 电路3,其中，单相矩阵变换器1的输入端外接电源，其输出端通过输出电路2外接负载；而 控制电路3的输入端和输出端分别与输出电路2的输出端和上述单相矩阵变换器的输入端 相连，从而形成反馈回路，且本实施例中该控制电路的输入端还外接电源。本实施例中该输 出电路2具体为滤波电路。参见图2，本实施例中，该控制电路3具体包括：驱动电路31，数 字滤波电路32,稳压电路33和实时运算器34,其中，数字滤波电路32的输入端外接电源， 输出端依次通过上述的实时运算器34和驱动电路31与单相矩阵变换器31的输入端相连， 而该实时运算器34的输入端还与稳压电路33的输出端相连，而该稳压电路33的输入端则 与输出电路2的输出端相连，从而形成反馈回路。
[0016] 本实施例中，输入的交流电经过单相矩阵变换器1进行转换后，再通过输出电路 2输出至外接负载；而控制电路3对输出端进行采样，并根据采样得到的采样信号与预设 的期望输出电压调整所述单相矩阵变换器中双向开关瞬时占空比，使得输出稳定的有效电 压。具体地，参见图3,本实施例中，首先，预先给定输入电压V1= 220V，期望输出电压V。^ a，从而得到给定电压传输比以及给定斩波周期T=104秒=1，000Δτ;
[0017] 然后，控制电路中的实时运算器将稳压电路所采样得到的采样信号，即输出电压 I,与预设的期望输出电压匕me相比较，并根据比较结果计算电压传输比q，该电压传输 比q的计算方式为：
[0018] 口二口给定-厶口，
[0019] 其中4
(其中，V。期望为预设的期望输出电 压值），Vi为输入电压Vi= 220V);
[0020] 再者，根据该电压传输比q，以及输入信号和微调后电压传输比q后的输出电压， 调整双向开关瞬时占空比mll、m22、ml2和m21，从而控制对应双向开关交替工作，从而校正 波形的畸变，使得输出稳定的有效电压，其中mll、m22、ml2和m21的计算方式为：
[0021]
[0022] m12=m21=l_mn
[0023] SP，最后得到单相矩阵变换器中对应双向开关Sn~S22和S12~S21的导通时间Tρ T2：
[0024] ?\=mη ·Τ=mn · 1，000 ·ΔΤ
[0025] Τ2=m12 ·Τ=m12 ·1，000 ·ΔΤ〇
[0026] 本实施例中，该实时计算器可采用单片机来实现，即单片机从输入端实时采样，经 A/D转换，计算出?\、Τ2控制对应的电子开关Sη~S22和S12~S21交替工作，从而实现精确 滤波和稳压功能。本实施例中通过向实时运算器反馈输出电压，并根据输出电压对传输电 压比q值进行调整，从而稳定输出电压的有效值；同时，通过对矩阵变换器两对双向开关瞬 时占空比mll、m22、ml2和m21的调节，校正波形的畸变，最终，使得输出电压幅值稳定，正弦 度良好。
[0027] 参见图2,本实施例中，该数字滤波电路32具体包括稳压管截取方波模块，带通滤 波模块，绝对值模块，过零信号检测电路，其中，该稳压管截取方波模块、带通滤波模块和绝 对值模块依次串联在外接电源与上述的实时运算器34之间，而带通滤波模块的输出端还 与过零信号检测电路的输入端相连，而该过零信号检测电路的输出端则与上述实时运算器 34的输入端相连。
[0028] 参见图2,本实施例中，该稳压电路33包括电压取样模块和整流平波模块，其中， 电压取样模块的输入端与输出电路2的输出端相连，输出端与整流平波模块输入端相连， 而整流平波模块的输出端与实时运算器34的输入端相连。
[0029] 以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范 围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要 求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
【主权项】
1. 一种稳压电源，其特征在于，包括单相矩阵变换器，输出电路和控制电路，其中，所述 单相矩阵变换器的输入端外接电源，其输出端通过所述输出电路外接负载；所述控制电路 的输入端和输出端分别与所述输出电路的输出端和所述单相矩阵变换器的输入端相连，形 成反馈回路，所述控制电路的输入端还外接电源； 所述单相矩阵变换器将输入的交流电进行转换后，再经由所述输出电路输出至外接负 载，而所述控制电路对所述输出电路的输出端进行采样，并将采样信号与预设的期望输出 电压调整所述单相矩阵变换器中两组双向开关瞬时占空比，使得输出稳定的有效电压。2. 如权利要求1所述的稳压电源，其特征在于，所述控制电路包括：驱动电路，数字滤 波电路，稳压电路和实时运算器，其中，所述数字滤波电路的输入端外接电源，所述数字滤 波电路的输出端依次通过所述实时运算器和所述驱动电路与所述单相矩阵变换器的输入 端相连，所述稳压电路的输入端与所述输出电路的输出端相连，其输出端与所述实时运算 器输入端相连。3. 如权利要求2所述的稳压电源，其特征在于，所述数字滤波电路包括稳压管截取方 波模块，带通滤波模块，绝对值模块，过零信号检测电路，其中，所述稳压管截取方波模块、 所述带通滤波模块和所述绝对值模块依次串联在外接电源与所述实时运算器之间，所述过 零信号检测电路的输入端与所述带通滤波模块的输出端相连，其输出端与所述实时运算器 的输入端相连。4. 如权利要求2或3所述的稳压电源，其特征在于，所述稳压电路包括电压取样模块和 整流平波模块，其中，所述电压取样模块的输入端与所述输出电路的输出端相连，输出端与 所述整流平波模块输入端相连，所述整流平波模块的输出端与所述实时运算器的输入端相 连。5. 如权利要求1或2或3所述的稳压电源，其特征在于，所述控制电路将采样信号与预 设的期望输出电压调整所述单相矩阵变换器中两组双向开关瞬时占空比，使得输出稳定的 有效电压具体为： 所述控制电路根据所述稳压电路所采样得到的采样信号和预设的预期输出电压调整 电压传输比q，再根据所述电压传输比q调整所述单相矩阵变换器的双向开关瞬时占空比 mil、m22、ml2和m21，从而使得所述单相矩阵变换器输出稳定有效的电压值，其中，所述电 压传输比q的计算方式为：
【专利摘要】本发明公开了一种稳压电源，其包括单相矩阵变换器，输出电路和控制电路，其中，所述单相矩阵变换器的输入端外接电源，其输出端通过所述输出电路外接负载；所述控制电路的输入端和输出端分别与所述输出电路的输出端和所述单相矩阵变换器的输入端相连，形成反馈回路，所述控制电路的输入端还外接电源；所述单相矩阵变换器将输入的交流电进行转换后，再经由所述输出电路输出至外接负载，而所述控制电路对所述输出电路的输出端进行采样，并将采样信号与预设的期望输出电压调整所述单相矩阵变换器中两组双向开关瞬时占空比，使得输出稳定的有效电压。本发明的该稳压电源由于不需要工频滤波器件，使得装置体积减小，结构更加简单，降低了成本。
【IPC分类】H02M5/22
【公开号】CN105305836
【申请号】CN201510770646
【发明人】陈文博, 胡凯敏, 邹元威, 金晶, 万衡
【申请人】苏州奥聚亿电气自动化有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月12日