一種電影放映氙燈電源矽整流器的製作方法

2023-10-04 14:13:14

專利名稱：一種電影放映氙燈電源矽整流器的製作方法
技術領域：
一種電影放映氙燈電源矽整流器，由降壓電路、整流電路組成，主要用於電影放映，屬電子技術類。
電影放映使用的短弧球形氙燈，對電源條件要求高，氙燈從非工作狀態到工作狀態的過程，需要三種不同電壓和功率，即1、由觸發器產生的數萬伏高頻脈衝電壓擊穿燈內氙氣，使氙氣分子電離、加熱燈陰極，產生輝光放電；2、由整流器提供能將輝光放電過度為弧光放電的輔助直流電壓；3、由整流器提供相當穩定，平滑度相當好的直流低壓大電流電源持續氙燈的弧光放電；氙燈進入弧光放電後，要防止輔助觸發直流電壓施加給氙燈，造成巨大電流損壞氙燈，整流器要及時採取措施；還要根據電網電壓情況，放映要求、氙燈的要求做到有效地調整輸出電流。
目前使用的磁性器件矽整流器的調流和防止輔助觸發直流電壓加入氙燈的措施均由整流器中的關鍵器件飽和電抗器與氙燈分壓去實現。如目前使用的氙燈電源整流器GFA01－150／35型，輸出提供給放映氙燈所需的輔助觸發直流電壓和額定工作電壓是由主變壓器次級繞組提供較高值的三相交流電壓，由於氙燈觸發時所需的輔助直流電壓比它的額定工作電壓高，為使氙燈不致損壞，而保證氙燈弧光放電所需的正常的工作電壓，均採用在主變壓器的初級或次級迴路中串接飽和電抗器將高出額定工作電壓的較高值電壓分壓、取得額定工作電壓，由於飽和電抗器承擔著較高值的分壓任務，且工作在大電流的串聯電路中，因此電感量和容量都要較大，這就增大了電能損耗，增大了主變壓器的容量，用材量和飽和電抗器的用材量，同時，三相交流電經過飽和電抗器後波形失真較大，整流後的直流電流中的交流成份增加，因此，對濾波器的要求較高，也增大了濾波器的用材量。
目前的磁性器件整流器的調流、穩流系統均採用了激磁變壓器，同步變壓器或磁放大器、飽和電抗變壓器、線性電抗變壓器等電磁器件，耗材多、增大了生產成本，電路較複雜。
另外，放映整流器的主變壓器的初級繞組採用固定初級線圈繞組，隨著使用氙燈功率值減小或電網電壓升高，而飽和電抗器的分壓值上升，使電能損失比例增大。
本實用新型的目的是要克服現有氙燈電源矽整流器的缺點，將氙燈的主工作直流低壓大電流電源和輔助觸發直流電壓電源在整流器內以各自獨立迴路，並聯輸出向氙燈供電，用自動開關指令輔助觸發直流電壓只工作在觸發氙燈的瞬間，且輔助觸發電壓不通過電抗器，可降低電抗器的分壓，本實用新型中的磁極效應電抗器的設立是為調節輸出電流而存在；整個整流器只用了一臺電源電壓器，變壓器的初級繞組採用抽頭控制，適合大小不同規格氙燈使用，次級主、輔繞組採用粗細線結合、分別輸出；既提高性能指標，又降低耗電、耗材的情況下，仍能提供給氙燈理想的輔助觸發直流電壓和主工作電壓，以及園滿提供給氙燈將輝光放電過渡為低壓持續弧光放電所需的能量。
而且具有結構簡單、重量輕、成本低、造價省、性能穩定、工作可靠、技術容易掌握，每臺整流器可節省玻纖絲包銅線20多公斤，矽鋼片約80公斤，其它電子電器元件也有大幅度下降，還可以大大降低電力損耗，另外，由於省去了供電線路中的零線後，控制電路中可控矽工作調製電流不通過電源零線產生電壓降，整流器工作中對放映還音無幹擾，使用效果比目前同類型的整流器更優越。
本實用新型的特徵在於由變壓器可調初級線圈；主、輔串繞並繞式次級繞組；主、輔次級繞組交變電流隔離整流、並聯供電電路；輔助觸發直流電壓自動開關電路；隔離式同源自動鎖相電路、自動穩流電路以及輸出電流過流保護電路組成。其中所述變壓器可調初級線圈為三相初級繞組分段抽頭與繼電器、控制開關組成可調初級繞組；而整流器的變壓器主、輔串繞、並繞式次級繞組中，主繞組為大截面線三角形接法，輔助繞組為在主繞組輸出端串繞小截面線線圈與主繞組並繞小截面線繞組；所述變壓器的主、輔次級繞組交變電流隔離整流為主、輔繞組分別抽頭後，以矽二極體整流隔離並聯輸出；所述輔助觸發直流電壓自動開關電路是在次級繞組相間有磁極效應電抗器，磁極效應電抗器的交流繞組兩端接有繼電器，隔離整流後的輔助電壓接入輸出端前有磁力開關、繼電器；所述隔離式同源自動鎖相電路和自動穩流電路是在變壓器的次級單相繞組兩端設有矽整流橋，在整流橋後接有矽二極體和電容、電阻、穩壓二極體組成的隔離濾波、穩壓電路，矽整流橋輸出端有由磁極效應電抗器與可控矽，磁碟電阻、繼電器，變壓器，控制開關等元件組成的可控激磁電路；矽整流橋兩端設有由穩壓二極體，矽三極體、雙基極三極體和阻容器件構成的比較放大電路和移相脈衝發生電路；在矽整流橋輸出端設有由電位器、電阻組成的分壓電路，對網側波動電壓採樣，在矽橋同相主繞組中串有電流互感器，矽橋等組成輸出電流採樣電路與由穩壓器件、濾波器件、整理得到的基準電壓比較，放大後，放大管後接有電阻，電位器，三極體組成的移相放大電路，移相放大管後設有雙基極三極體、電容、變壓器組成的脈衝發生器，脈衝變壓器後有可控矽，可控矽輸出端接有磁極效應電抗器的激磁繞組。所述輸出電流過流保護電路是由三極體、穩壓二極體、電位器、繼電器、電阻、電容、二極體等組成，三極體的基極通過電位器、電阻、電容、二極體分壓、隔離濾波後接於磁極效應電抗器的激磁繞組兩端，三極體的發射極通過穩壓二極體接於激磁繞組一端；三極體集電極通過繼電器接於電源正極，在接入正極前有二極體、電阻、電容隔離濾波，繼電器的觸點接入激磁電路的控制電路和過流保護三極體。
現通過

本實用新型的工作特點。
附圖1為整流器的總體電路原理圖。
附圖2為整流器可變初級繞組電路。
附圖3為主、輔次級繞組整流、輔助觸發直流電壓自動開關電路。
附圖4為同源自動鎖相、自動穩流電路。
附圖5為輸出電流過流保護電路。
附圖1中，三相變壓器的初級每相繞組由三段組成，根據氙燈不同規格情況使用，當氙燈功率較小時，SK2－a於空位1，繼電器J2、J3停止工作常閉、選擇SK1主、逹控位置；當氙燈功率較大時，SK2將繼電器J3接通，J3工作、J3常閉點斷開、常開點被吸合；當電網電壓低落，輸出功率滿足大功率氙燈極限功率時，SK2－a將J2接通，J2工作、J3停止，使次級繞組輸出電壓滿足大功率氙燈使用。主變壓器次級繞組每相繞組由主、輔兩段串聯繞制而成，也可並聯繞制，內層為氙燈主工作電壓大線經繞組，提供較低的三相交流電壓，三相繞組分別與磁極效應電抗器串聯，經矽橋D1－D6整流後，由電感L和電容C6等組成的T型濾波電路，濾波後得到平直的直流電，以便為氙燈提供主工作電源。而變壓器次級後串聯的磁極效應電抗器主要起到調節輸出電流的作用。外層以小線徑線組成三相輔助繞組。三相輔助繞組經D7－D9三相半波整流後，經過磁力開關NK常閉觸頭至RD5和電阻R22接至D4－D6的正極，在輸出端輸出、作為氙燈輔助觸發電壓。因輔助繞組只需瞬間提供較高的直流電壓，將氙燈在觸發器作用下產生的高頻輝光放電起引向和擴散作用，實踐證明，輔助電流達幾安培時，氙燈已能過渡為直流低壓持續大電流弧光放電，因此，輔助觸發電壓繞組線可以較細。
當變壓器接通三相交流電時，次級繞組會產生交變電壓，輸出端接入負載後，輸出電流通過濾波扼流圈L，在磁路中產生磁場力，使NK工作、常開觸點被吸合，a相交流電經D10－D13整流後，脈動直流電壓直接加在可控矽3CT10／300與電抗器的直流繞組的串聯電路上，通過K轉換加在R16與電抗器的直流繞組的串聯電路上；同時，R1與DW1穩壓後，得到較穩定的脈動削波直流電壓作為BT33F的工作電壓和三極體BG3的基極電壓。DW1穩壓後的脈動直流電壓經二極體D18、電容C2隔離濾波後，經R2、DW2進行二次穩壓，輸出穩定的平滑直流電壓作為三極體BG1的集電極電壓和三極體BG2的基極電壓，經R3、DW3、C3進行再次穩壓濾波後、輸出非常穩定的平直電壓，由R4、R5分壓後作為比較放大管BG1的基準偏置電壓、R6、W2構成輸出電流採樣電路，在W2上得到採樣信號、與基準偏置電壓反極性串聯，其中W3是手動調流電位器，改變W3的阻值可改變BG1的基極電位以改變輸出電流。R9、W4構成網壓波動和變壓器內壓降波動採樣電路，在W4上得到電網波動電壓取樣信號，加在BG1的輸入迴路中與基準偏置電壓反極性串聯。
當W1、W2、W3、W4確定後，整流器輸出端接上負載，接通變壓器的三相交流電壓，便有電流通過磁極效應電抗器NNBZK、濾波器L，NK或繼電器J4被吸合，a相電源加在D10－D13整流橋上，整流後同時送往可控矽3CT10／300和三極體BG4上；同時，經R1、DW1，R2、DW2，R3、DW3、C2、C3穩壓、濾波後，分別作為BT33F、BG3、BG2、BG1的工作電壓，穩定平直的基準電壓經R4、R5分壓後，與W2、W4上的電壓降比較後，加在BG1的基極與發射極間、產生基極電流，經BG1放大後，BG1集電極電流經過W1、R11，在W1、R11上產生電壓降，BG2導通，電流經R14、BG2、R13、BG3、向C1充電，C1上的電壓達到BT33F的峰點電壓值時，BT33F導通，電流通過脈衝輸出變壓器B的初級，C1放電到低於BT33F谷點值時，BT33F截止，C1又開始充電，這樣循環往復，在脈衝變壓器B的次級輸出脈衝電壓，這個脈衝電壓加在可控矽3CT10／300的控制極與陰極之間，3CT10／300導通，電流從電源的正極出發經繼電器J5－1到3CT10／300的陽極至陰極，通過NNBZK的激磁線圈回到電源負極，電流通過激磁繞組，便產生控制磁場去調整NNBZK的感抗，改變交流繞組的分壓量，從而改變輸出電流。如果電網電壓以及負載不變化，W2、W4採樣電壓為一定值，與基準電壓比較後，產生的差值電壓也不變，從而輸出電流不變，如果電網電壓變化時、使輸出電流變化的同時，也使W4上的採樣電壓發生變化和電流互感器感應得到的電壓發生變化即W2上採樣電壓發生變化，因此W2、W4上變化電壓與基準電壓比較後，由BG1放大，使BG2、BT33F產生移相脈衝電壓去控可控矽3CT10／300的導通角，以調整激磁電流，從而調整輸出電流，將輸出電流穩定在基礎輸出電流值上(人工調W3後的輸出電流值)；如果負載變化，使輸出電流變化的同時，也使電流互感器感應得到的電壓發生變化，在W2上的採樣電壓隨之變化，與基準電壓比較後，通過BG1、BG2、BT33F、3CT10／300，NNBZK等的作用，將輸出電流穩定在基礎輸出電流值上(人工調節W3後的輸出電流值)。
為了防止可控矽失控，電路中設置了D18、C2，D19、C3，D20、C9等組成隔離濾波電路，D18、D19、D20是避免C2、C3、C9向3CT、BT33、BG3放電。BG3的作用是指令BG2的導通時間要與BT33一致。
另外，本實用新型還通過D21、R19、W5、C7、C8、R20、C9、C10、J5、BG4、DW4組成輸出電流過流保護電路具有過流保護功能，當W5的阻值確定後，如果因為某種情況使輸出電流超過規定值，通過NNBZK激磁線圈的電流在其線圈上產生的電壓降也會超過規定值，這時加在R19與W5的分壓值會超過DW4的擊穿值，DW4由阻斷變為通導，產生基極電流，使BG4的內阻減小，便有集電極電流通過繼電器J5線圈，由於BG4的內阻減小，使DW4上的壓降升高，並遠遠超過DW4的擊穿電壓，DW4的內阻進一步減小，BG4的基極電流迅速增大，集電極電流也隨之增大，繼電器J5工作，J5－2被吸合，3CT10／300被短路而轉向於由W6控制，從而達到保護的目的。
使用時將整流器的輸出端按氙燈的正、負極性的要求接入放映機中氙燈直流電源輸入端，並接好遠控線路，然後根據氙燈規格選擇SK2的擲力位置，並通過主、遠控選擇SK1和接鈕開關AN2接通J1的電源，整流器開始工作，整流器輸出的主工作電壓和輔助觸發直流電壓一同加在氙燈正、負極上，因放映機上配有氙燈觸發器、自動或手動接通觸發器電源，給氙燈提供一個高頻高壓電源，使氙燈產生輝光放電的同時，輔助觸發直流電壓便會在輝光放電電流的基礎上增大氙分子電離程度，將輝光放電現象過渡為弧光放電，在主工作電壓的作用下持續弧光放電而工作，氙燈進入弧光放電工作後，J4或NK自動切斷輔助觸發直流電壓整流器正常工作。
本實用新型的優點是，與目前使用的同類型整流器比較，體積減小了一倍多、重量減輕了一倍多、而且耗電小、造價低，對生產材料與同類產品比、無特殊要求，放映中對放映還音無幹擾，性能穩定、運行可靠，技術先進，且容易掌握，技術指標優於目前使用的整流器。
權利要求1.一種氙燈電源矽整流器，由降壓電路，整流電路等組成，其特徵在於本實用新型由變壓器可調初級線圈；主、輔串繞並繞式次級繞組；主、輔次級繞組交變電流隔離整流、並聯供電電路；輔助觸發直流電壓自動開關電路；隔離式同源自動鎖相電路、自動穩流電路以及輸出電流過流保護電路組成。
2.如權利要求1所述的整流器，其特徵在於所述變壓器可調初級線圈為三相初級繞組分段抽頭與繼電器、控制開關組成可調初級繞組。
3.如權利要求1所述的整流器，其特徵在於所述主、輔串繞、並繞式次級繞組中，主繞組為大截面線三角形接法，輔助繞組為在主繞組輸出端串繞小截面線線圈、與主繞組並繞小截面線繞組。
4.如權利要求1所述的整流器，其特徵在於所述主、輔次級繞組交變電流隔離整流為主、輔繞組分別抽頭後，以矽二極體整流隔離、並聯輸出。
5.如權利要求1所述的整流器，其特徵在於所述輔助觸發直流電壓自動開關電路，因次級繞組相間有磁極效應電抗器，在磁極效應電抗器的交流繞組兩端接有繼電器、濾波扼流圈磁路中有磁力開關，隔離整流後的輔助觸發電壓接入輸出端前的磁力開關和繼電器觸頭控制。
6.如權利要求1所述的整流器，其特徵在於所述隔離式同源自動鎖相電路和自動穩流電路是在變壓器的次級單相繞組兩端設有矽整流橋，整流橋後接有矽二極體和電容、電阻、穩壓二極體組成的隔離濾波、穩壓電路；矽整流橋輸出端有由磁極效應電抗器與可控矽、磁碟電阻、繼電器、脈衝變壓器、控制開關等元件組成的可控激磁電路；矽整流橋兩端設有穩壓二極體，矽三極體、雙基極三極體和阻容器件構成的比較放大電路和脈衝移相發生電路；在矽整流橋輸出端設有由電位器、電阻組成的分壓電路，對網側波動電壓採樣，在矽橋同相主繞組中串有電流互感器、矽橋等組成輸出電流採樣電路與由穩壓器件，濾波器件、整理得到的基準電壓比較、放大後，放大管後接有電阻，電位器、三極體組成的移相放大電路，移相放大管後設有雙基極三極體、電容、變壓器組成的移相脈衝發生器，脈衝變壓器後有可控矽，可控矽輸出端接有磁極效應電抗器的激磁繞組。
7.如權利要求1所述的整流器，其特徵在於所述輸出電流過流保護電路是由三極體、穩壓二極體、電位器、繼電器、電阻、電容、二極體等組成，三極體的基極通過電位器、電阻、電容、二極體、分壓、隔離濾波後，接於磁極效應電抗器的激磁繞組兩端，三極體發射極通過穩壓二極體接於激磁繞組一端，三極體集電極通過繼電器接於電源正極，在接入正極前有二極體、電阻、電容、隔離濾波，繼電器的觸點接入激磁電路的控制電路和過流保護三級管。
專利摘要一種電影放映用的氙燈電源矽整流器，由降壓電路，整流電路等組成，其特徵在於這種整流器中的變壓器的初級線圈能視負載規格而調整變化；次級繞組由主、輔線圈組成；交變電流隔離整流後，向負載並聯供電；輔助觸發直流電壓由自動開關控制；具有穩流精度高，自動穩流電路具備自動鎖相的特點；還具有輸出電流過流保護功能。這種整流器體積小、重量輕、耗電少、造價低，對放映還音無幹擾、性能穩定、運行可靠。
文檔編號H05B41/16GK2149082SQ92241068
公開日1993年12月8日 申請日期1992年11月6日 優先權日1992年11月6日
發明者張豪 申請人:張豪