電子交流調壓器的製作方法

2023-06-30 07:45:16

專利名稱：電子交流調壓器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電源器件，特別是電壓電流可調的電源。
背景技術：
傳統的自耦調壓變壓器雖然調壓簡單，可連續調壓，可輸出較大電流，但空載電流大，空載功率損失率高，接點處有火花危險，而且十分笨重，目前大多數可調電源都帶有電源變壓器和複雜的調控電路，使用，維修，運輸都不很方便。可控矽半導體大都用來做燈光調光用，不用作電壓電流可調的電源。由於可控矽具有開關無火花、可通過大的電流的優點，因而，電壓可調的可適用於各種負載的可控矽電源是十分需要的。

發明內容
本實用新型的目的，在於提供一種輸出電壓可調的採用可控矽半導體器件的電子交流調壓器。
本實用新型是這樣實現的，採用這樣一種電子交流調壓器，由包括雙向可控矽的電路構成，採用市電的交流電輸入，其特徵在於，雙向可控矽連接在主電路中，雙向可控矽和負載輸出端串聯連接，輸出端可以連接電阻性負載、電感性負載或電容性負載，控制雙向可控矽導通狀況的控制電路包括調節電阻、倒相直流放大器、直流/交流變換及脈衝放大器、採樣電壓獨立設置並輸入至調節電阻上，調節電阻將採樣直流電壓輸出至倒相直流放大器，該倒相直流放大器將直流電壓倒相和放大，再輸出至直流/交流變換及脈衝放大器，該直流/交流變換及脈衝放大器將放大的採樣直流電壓變成放大的具有預定導通角的交流脈衝，並將該脈衝輸出至雙向可控矽的控制極，控制雙向可控矽的導通，從而控制負載輸出端的輸出電壓可在0至輸入端電壓之間調節。
這樣的調壓器就是能夠實現本實用新型的目地的電子交流調壓器。
本實用新型的電子交流調壓器具有多項優點，首先是無空載損耗，空載時電流為0，無功率損耗，雙向可控矽直接串接在主電路中，可控矽可通過數安培至數十安培的電流也不產生火花，以及，在激活可控矽後，可控矽上的功率損耗可以控制，本電子交流調壓器結構簡單，重量輕，體積小，使用和維護維修方便，可在多種類負載場合下被採用。


本實用新型包括如下附圖圖1是本實用新型的電子交流調壓器的電原理圖；圖2是本實用新型的電子交流調壓器的開關K2在通用位置下的調控波形圖組；圖3是本實用新型的電子交流調壓器的開關K2在加設的微分電路位置時的調控波形圖組；圖4是採用紅外光遙控式輸入採樣電壓的線路說明圖；圖5是本實用新型的電子交流調壓器的接用感性電機負載的說明圖；圖6是本實用新型電子交流調壓器的接用變壓器負載的說明圖。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型的電子交流調壓器作進一步詳細說明。
參閱圖1，圖1是本實用新型的電子交流調壓器的電路說明圖，這是一個單相交流電源輸入的電路圖，可用市電的例如220V，110V交流電輸入，用L，和N表示單相電源輸入，本調壓器也適用於三相電路，可採用三相電中的一相火線和零線作為輸入，線路分為從兩個輸入端L，N出發，經過雙向可控矽5和輸出端A，B接負載後構成主電路，其餘電路部分作為控制雙向可控矽5的控制電路。如前所述，控制電路包括調節電阻1，倒相直流放大器2，直流/交流變換及脈衝放大器3，其中，倒相直流放大器2和直流/交流變換及脈衝放大器3可以採用市售的集成電路IC，由單獨的直流電源VCC供電，直流/交流變換及脈衝放大器3有兩端並接在主電路上，另一輸出端接到可控矽5的控制極上，另一輸入端與倒相直流放大器2的輸出端相連接，調節電阻1的採樣電壓正端用V+表示，調節電阻1的調節位輸出端接有開關K1，K1有兩個位置，即開(on)和關(off)，開位置即接通調節位輸出端，它與倒相直流放大器2的輸入端相連，使電子交流調壓器工作，K1的關位置是懸空位，使本調壓器不工作。本圖示中負載為線性阻控的燈具燈泡。
控制電路的各階段的波形圖組由圖2和圖3所示。
圖1中示出，在圖的中下方還設有另一選擇開關K2，連接在控制電路中，增設由RC電路構成的微分電路4作為分支電路，K2接到標有步進(step)的位置時，將RC電路4連接在調節電阻1的調節位輸出端和控制電路的公共地端線上，以使控制電路形成0點遞增波形的倒相直流取樣電壓和脈衝控制電壓。K2的另一位置是標有通常(normal)的空位，是不接入RC電路4時的位置。
參閱圖2，圖2是本實用新型的電子交流調壓器中控制電路在K2不接入RC電路4時從上到下依次為採樣電壓輸出的圖示、倒樣直流放大器2輸出電壓，和直流/交流變換及脈衝放大器3的脈衝電壓輸出的圖示說明，圖中的坐標軸中縱坐標是電壓幅度V，橫坐標是時間t，橫坐標之上是正電壓，橫坐標之下是負電壓，最上面的採樣電壓是恆定的較小的直流正電壓，中間的是經過倒相和放大後的輸出，所以是在橫坐標之下的恆定的較大的直流負電壓。最下面的圖示是經過了直流/交流變換和脈衝放大的輸出，是橫坐標上下都有的交流脈衝電壓輸出，由此輸出去導通雙向可控矽5，以接通負載使負載通以電流，獲得輸出功率。
參閱圖3，圖3是和圖2對應的在接入RC電路4之後的三階段的情況的說明圖，由於RC電路4的作用，使得取樣電壓在倒相和直流放大後是以0點遞增形式逐漸地被放大到一恆定最大水平，是經過了0.7RC的時間，逐漸變大，在直流/交流電路及脈衝放大器3輸出的最下圖中，一個接一個的正負脈衝也是以0點遞增波形形式逐漸地變為最大脈衝波形。
RC電路4的加入與否是根據負載等的需求來決定的。
參閱圖4，圖4是採用紅外光遙控式輸入採樣電壓的線路說明圖，圖中採樣電路的負載電阻6接在調節電阻1的調節端的外端和開關K1的接入端之間，採樣電路的負載電阻6與紅外光部件7的輸出相連接，採樣電壓V樣由紅外光部件的正負端輸入，可採取紅外線輻射方式，外接輸入等等方式輸入，本圖例中，採樣電壓V樣可在直流1伏至2.5伏範圍選取，使本電子交流調壓器在輸入電壓為220伏交流時，主電路輸出電壓可在5伏至220伏之間調整。由於採樣電壓的輸入可以採用與主電路的高電壓相隔開，互相不直接連接的方式，這種間接取樣輸入非常安全。
參閱圖5，圖5是本實用新型的電子交流調壓器接感性的電機負載的說明圖，由於電機廣泛被使用，例如洗衣機電機等等，本實用新型的電子交流調壓器可以被廣泛採用。
參閱圖6，圖6是本實用新型的電子交流調壓器接用變壓器的負載例說明圖，在負載變壓器的輸出一側，可以再接整流器等，從而獲得所需要的直流輸出。
本實用新型的電子交流調壓器調壓功能很強，體積可以作得很小，例如10公分×8公分×5公分的體積，重量也可只在1公斤以下。攜帶方便，使用方便，使用範圍和場合廣泛。它也可以被用在三相的情況下，採用每一相接入一個這種電子交流調壓器的方式被利用，本產品已有如下系列產品例如，SKYWAY系列產品一、單相電子交流調壓器SW-2501二、三相電子交流調壓器SW-10003三、高純度直流終端穩壓器SW-1031四、幻彩漸變霓虹燈控制器SW-10003-6L
權利要求1.一種電子交流調壓器，由包括雙向可控矽的電路構成，採用市電的交流電輸入，其特徵在於，雙向可控矽(5)連接在主電路中，雙向可控矽(5)和負載輸出端(A，B)串聯連接，輸出端(A，B)可以連接電阻性負載、電感性負載或電容性負載，控制雙向可控矽(5)導通狀況的控制電路包括調節電阻(1)、倒相直流放大器(2)、直流/交流變換及脈衝放大器(3)、採樣電壓獨立設置並輸入至調節電阻(1)上，調節電阻(1)將採樣直流電壓輸出至倒相直流放大器(2)，該倒相直流放大器(2)將直流電壓倒相和放大，再輸出至直流/交流變換及脈衝放大器(3)，該直流/交流變換及脈衝放大器(3)將放大的採樣直流電壓變成放大的具有預定導通角的交流脈衝，並將該脈衝輸出至雙向可控矽(5)的控制極，控制雙向可控矽(5)的導通，從而控制負載輸出端(A，B)的輸出電壓可在0至輸入端電壓之間調節。
2.如權利要求1所述的電子交流調壓器，其特徵在於，在控制電路中還包括由RC微分電路構成的分支電路，該分支電路連連接在調節電阻(1)的調節位輸出端和控制電路的公共地入端線上，以形成0點遞增波形的倒相直流取樣電壓和0點遞增波形的脈衝控制電壓。
3.如權利要求1所述的電子交流調壓器，其特徵在於，採樣電壓的輸入與主電路的高電壓電路相隔開並且互相不直接連接。
4.如權利要求1或3所述的電子交流調壓器，其特徵在於，採樣電壓的輸入採用紅外線輻射方式。
5.如權利要求1或3所述的電子交流調壓器，其特徵在於，採樣電壓V樣在直流1伏至2.5伏範圍之間。
專利摘要一種稱為電子交流調節器的電源產品，輸出電壓可在較低的5伏至輸入交流市電的220伏之間調節，主電路採用雙向可控矽(5)與負載端(A，B)相串連，控制電路包括調節電阻(1)、倒相直流放大器(2)、直流/交流變換及脈衝放大器(3)，還可以加入RC電路(4)，採樣電壓可與主電路相隔開，採樣電壓可在1至2.5伏之間選取，本產品可以體積小(可在10×10×5立方公分)重量輕(1公斤以下)，使用方便，適用範圍廣泛，適用於多種負載，可有系列產品按需提供。
文檔編號H02M5/02GK2561161SQ02242060
公開日2003年7月16日 申請日期2002年7月19日 優先權日2001年9月20日
發明者徐式榮 申請人:徐式榮