高壓交流與低壓交流和低壓直流三電源共地的電路的製作方法

2023-06-10 06:00:41

專利名稱：高壓交流與低壓交流和低壓直流三電源共地的電路的製作方法
技術領域：
本實用新型屬電器控制電源技術領域，具體涉及ー種高壓交流電源與其所產生的低壓交流電源和低壓直流電源三電源共地的電路。
背景技術：
在低壓電器小功率相控技術中，高電壓的交流負載往往需要根據各種信號進行退出運行或投入運行的控制。產生和處理控制信號所需的低壓直流電源通常由全波或者半波整流獲得。獲得這種控制用低壓直流電源的方法有四種第一種是直接對高電壓交流電源進行整流，再通過開關電源技術將高壓直流電源變成低壓直流電源；第二種是直接對高電壓交流電源進行整流，再通過電阻降壓和穩壓ニ極管(或者三端穩壓模塊)穩壓獲得低壓直流電源；第三種是先通過電容降壓後整流，再由電阻降壓和穩壓ニ極管(或者三端穩壓模塊)穩壓，獲得低壓直流電源；第四種是通過變壓器降壓、經整流後獲得低壓直流電源。在控制電路用的低壓直流電源的負載電流較小的情況下，為了提高從交流電源到低壓直流電源的轉換效率，應選擇交流電容降壓後整流的方式。雙向晶閘管通常被用作高壓交流電源負載投入運行和退出運行的電カ半導體相控器件。晶閘管的陰極要與控制電路用的低壓直流電源的負極接在一起(或稱共地，即兩個或兩個以上的電路模塊有公共的連接點)。能夠做到這一點的有半波整流和變壓器降壓整流。半波整流電容器降壓效果差不能使用，只能用電阻器降壓或者電阻電容並聯支路降壓。因降壓電阻器的損耗較大，從降低能耗的要求出發，採用電阻器降壓的半波整流不適用。若採用變壓器降壓整流方式，因變壓器的損耗較大，也不是最佳技術途徑。採用電容器降壓，再經橋式或全波整流可獲得低壓直流電源，但低壓直流電源的負極不能與晶閘管的陰極共地。一種共地的辦法是，在低壓直流電源之後，再採用直流隔離電源，使隔離後的低壓直流電源的負極能夠與晶閘管的陰極共地。但是隔離電源的效率較低，造價較高。如此ー來，要使控制用低壓直流電源負極與晶閘管的陰極共地，只有採用變壓器降壓整流和低壓直流隔離電源的辦法，這兩種辦法的效率和成本都比較高。為了調節高壓交流電源負載的功率，或者使高壓交流電源的負載投入和退出運行，通常採用相控晶閘管。要通過調節晶閘管的導通延遲角來達到調節高壓交流電源負載的目的，就必須獲得高壓交流電源的頻率和相位角的信號，因此需要有與高壓交流電源同頻率同相位同波形的低壓交流電源。也就是在高效率獲得低壓直流電源的同吋，還必須高效率地獲得與高壓交流電源同頻率同相位同波形的低壓交流電源。更進一歩，來自高壓交流電源的低壓交流電源的信號還必須能夠與控制電路用的低壓直流電源的負極共地，以便控制電路獲得相位控制信號。通過上述分析可見，要能夠對低壓電器實現經濟適用的高質量控制，對電電路有如下要求ー是要功耗小、體積小、成本低；ニ是能高效率地獲得低壓直流電源和低壓交流電源；三是低壓交流電源與低壓直流電源必須能夠共地，以便產生相控信號；四是低壓直流電源、低壓交流電源、高壓交流電源三者必須能夠共地，或者是低壓直流電源、低壓交流電源、控制高壓交流負載的控制器件必須能夠共地。目前能夠滿足第三個和第四個要求的技術途徑，有變壓器方式和低壓直流隔離電源方式，但變壓器體積大，成本高，功耗大；低壓直流隔離電源的方式，雖然能夠解決晶閘管的陰極與隔離後的低壓直流電源的共地問題，但同樣是成本高，而且需要自激振蕩，對小信號電路有電磁幹擾。使用具有電氣隔離功能的 繼電器，或者使用光電隔離控制的晶閘管控制高壓交流電源的負載，能使低壓直流電源與高壓交流電源有電氣隔離的性能。使用這兩種方法控制高壓交流電源負載，雖然方便解決共地問題，但繼電器和光電耦合晶閘管的成本高，體積大。只要使用晶閘管控制高壓交流電源的負載，高壓交流電源與低壓直流電源就不是電氣隔離的，而且並不是所有的控制電路都必須與高壓交流電源進行電氣隔離。文獻檢索的結果表明，至今沒有能夠同時滿足上述四個要求的技術方案。例如申請號為90102363. 9的中國專利文件，名稱為「電容調壓式直流電源」，該技術方案線路比較複雜，雖然解決了變壓器降壓整流的效率問題，但是製造成本高。申請號為00120735. O的中國專利文件，名稱為「無線圈式交直流電源」，該技術方案也沒有用變壓器降壓獲得低壓直流電源，但是用到了功率型開關管，類似於開關電源。開關電源技術的效率通常在85%左右。申請號為03129175. 9的中國專利文件，名稱為「ー種低壓直流電源電路」，該技術也是用到了功率型開關管，效率較低，製造成本也不低。申請號為200620014628.8的中國專利文件，名稱為「電阻電容降壓電源電路」，該技術方案採用半波整流的方法，可以不用功率型開關管，也可以做到高壓交流與低壓直流共地，但是不能提供產生相位控制信號的低壓交流電源。申請號為201010234344.0的中國專利文件，名稱為「節能型電容器降壓雙電源雙隔離控制模塊」，該技術方案採用電容器降壓，提高了交流電源整流成直流電源的效率，但是沒有解決共地問題和獲得低電壓交流電源信號問題。申請號為200920148689. 7的中國專利文件，名稱為「變頻空調器的電容並聯式升壓電路」，該技術方案的目的是通過電解電容器提高直流輸出的電壓，不使用降壓電容器，其中兩個串接的電解電容器的正極性端與橋式整流直流輸出電壓的正極性端連接，兩個串接的電解電容器的負極性端與直流輸出電壓的負極性端連接，兩個串接的電解電容器的正極性與負極性串接點與兩個串接的ニ極管陽極陰極連接點接在一起。申請號為200520001549.9的中國專利文件，名稱「抑制電子線路傳導幹擾的無變壓器直流電源」，該技術方案通過ー個電阻支路串接到ー個電阻電容並聯支路後，再接入到橋式整流電路的ー個交流輸入端，橋式整流的四個(或兩個)橋臂的ニ極管上並聯電容；該技術方案的目的是通過串接的電阻和橋臂上並接的ニ極管構成一個阻容吸收支路，抑制電子線路中的幹擾信號傳導到直流電源中。該技術方案中高壓的交流電源與整流橋的ー個交流輸入端之間串接的是電阻支路和電阻電容並聯支路；該技術方案串接的電阻有降壓和與橋臂上的電容組成阻容吸收電路這兩個作用；該技術方案在整流橋臂(ニ極管)上並接的電容是抑制傳導幹擾所需的阻容吸收支路中的電容部分；該技術方案整流橋輸出的直流電源的負極(兩個ニ極管的陽極連接點)與整流橋的兩個交流輸入端之間並接的電容器，起到抑制幹擾的作用。申請號為200910126979.6的中國專利文件，名稱「電容變壓電路」，該技術中，在橋式整流電路的ー個交流輸入端與高電壓的交流電源的相線或零線之間串接有降壓電容，在橋式整流的兩個交流輸入端之間並接一個分壓電容。該技術的分壓電容直接接在整流橋兩個交流輸入端上，該技術的分壓電容器只起到交流分壓的作用。申請號為200710008782. 3，名稱「電容分壓式直流電源」與上述「電容變壓電路」在電容器與橋式整流的連接關係上完全一祥。申請號為89202917. X的中國專利文件，名稱「電容式充電機」，該技術與上述「電容變壓電路」幾乎相同，只是降壓電容器容量在該技術中是通過ー組開關調節的。申請號為99248860. 5的中國專利文件，名稱「電容降壓驅動發光二極體裝置」，該技術與上述「電容式充電機」的差別是，橋式整流輸出的直流電壓大小取決於直流負載的電阻值與降壓電容的容抗值的比例。申請號為201120066640. 4的中國專利文件，名稱為「電容偶合的亮度可調發光二極體驅動電路」，其技術方案與申請號為99248860. 5的專利文件相似。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種高壓交流與低壓交流和低壓直流三電源共地的電路，該電路能同時滿足以下要求功耗小、體積小、成本低；能高效率地獲得低壓直流電源和低壓交流電源；低壓直流電源、低壓交流電源、高壓交流電源三者能共地，或者是低壓直流電源、低壓交流電源、高壓交流負載的控制器件三者能共地。 本實用新型電路含有由高壓交流電源經降壓電容器降壓後得到的低壓交流電源、由高壓交流電源經降壓電容降壓和橋式整流後得到的低壓直流電源、與低壓直流電源連接的穩壓電路、高壓交流負載的控制器件以及該控制器件的控制電路，當高壓交流電源為單相時，単相交流電源的相線或者零線接到降壓電容器的第一端，該降壓電容器的第二端接到整流橋中的ー個交流輸入端，另ー個交流輸入端接高壓交流電源的零線或者相線，低壓直流電壓源的負極與整流橋中的兩個交流輸入端之間各並接有ー電容器，降壓電容器的第二端與控制電路的信號輸入端連接，或者是高壓交流電源未與降壓電容器連接的那端與控制電路的信號輸入端連接，最好是降壓電容器的第二端與控制電路的信號輸入端連接，控制電路的信號輸出端接控制器件的信號輸入端，穩壓電路的輸出端接控制電路的電源輸入端，低壓直流電壓源的正負極之間並聯有穩壓ニ極管，低壓交流負載接在降壓電容器的第二端與高壓交流電源未與降壓電容器連接的一端之間；當高壓交流電源為三相四線制時，三相交流電源的每根相線各接到一降壓電容器的第一端，每個降壓電容器的第二端分別接到具有三相四線制全橋整流電路中的三個交流輸入端中的ー個，剰餘的ー個交流輸入端接高壓交流電源的零線，低壓直流電源的負極與整流橋中的四個交流輸入端之間各並聯有ー電容器，降壓電容器的第二端與控制電路的信號輸入端連接，控制電路的信號輸出端接控制器件的信號輸入端，穩壓電路的輸出端接控制電路的電源輸入端，低壓直流電壓源的正負極之間並聯有穩壓ニ極管。無論是對單相還是三相四線制的交流電源，也無論是單相橋式整流還是三相橋式整流，上面涉及到的高壓交流電源的電容器降壓電路，整流電路，穩壓電路，控制器件的控制電路均為現有技術，為本專業技術人員所知曉。所說高壓負載的控制器件可以是電壓或電流控制的電カ半導體器件，最好採用單向或者雙向晶閘管。工作原理接有降壓電容器的全橋整流電路的交流輸入端與低壓直流電壓源的負極之間產生含有直流分量的低壓正弦交流電源，該正弦交流電源與低壓直流電源共地(低壓正弦交流電壓源的一端與低壓直流電源的負極性端有公共連接點)。高壓正弦交流電源的零線至低壓直流電源的負極之間的電容器與整流ニ極管的並聯支路可以流過高壓正弦交流電源負載的正、負半波電流，而且該支路的等效交流阻抗相比高壓正弦交流負載的阻抗小很多倍，從而使高壓正弦交流電源的零線與低壓直流電源的負極具備共地的電氣特性。如此構成高壓交流正弦電源、低壓正弦交流電源和低壓直流電源共三個電源共地的電路結構。控制高壓正弦交流電源負載的單相或者雙向晶閘管的陰極能夠與低壓直流電源的負極相連，從而構成高壓正弦交流電源、低壓直流電源、低壓正弦交流電源和控制高壓正弦交流負載的晶閘管的陰極共地的電路。該電路結構中，所有接有降壓電容器的全橋整流電路的交流輸入端至高壓正弦交流電源的零線之間產生不含直流分量的低壓正弦交流電源，此低壓交流電源能夠接正弦低壓交流電源的負載。在成本和體積允許的條件下，還可在橋式整流電路中的所有ニ極管的兩端都並接等容量為C的電容器，可以進ー步改善此電路結構的電氣性能。 高壓正弦交流電源的零線至低壓直流電源的負極性端之間的電容器與整流ニ極管的並聯支路流過高壓正弦交流電源負載的電流較大時，使橋式整流的低壓直流輸出的電壓值升高，所以低壓直流輸出端接有穩壓ニ極管，以限制低壓直流的電壓值。
以下結合附圖進ー步說明本實用新型電路的工作原理。見圖I和圖2。圖I為本實用新型電路中各功能模塊之間的拓撲結構圖。圖I中高壓交流電源是指我國低壓電網電壓為220伏或380伏交流電源，歐美國家為120伏。低壓交流電源是通過降壓電容之後產生的。低壓直流電源是通過降壓電容和整流後產生的。低壓交流負載包括向控制電路提供電網電壓的相位控制信號，欠(電)壓或過(電)壓的信號，或者是用於控制電路補償用的交流負載。低壓交流電源可承受的負載電流大小取決於降壓電容的容抗大小。低壓直流電源的負載主要是處於監控狀態的控制電路。圖2中，低壓直流電源的電壓值與降壓電容的容抗和分壓電容的容抗(即橋式整流電路中的交流輸入端之間的等效交流容抗)的比例有夫。當高電壓的交流負載較大時，與整流ニ極管並聯的電容器上的低壓交流電壓分量的幅值不變，但是直流電壓分量的幅值會上升，為了使穩壓電路的輸入端的電壓不至於超過穩壓電路輸入電壓的上限，需要加上穩壓ニ極管。圖中的T為受控的晶閘管。高壓交流負載可以是ー個執行機構的繼電器/接觸器線圈，也可以是照明發光裝置等，總之高電壓的交流負載不會很重。単相高壓交流電源經降壓電容I降壓後得到低壓交流電源，単相高壓交流電源經降壓電容I降壓和經整流後得到低壓直流電源，穩壓電路與低壓直流電源連接。高壓交流電源的相線L接降壓電容I的第一端，整流ニ極管與電容器並聯的支路上產生的低壓交流電源與低壓直流電源直接共地連接。高壓交流電源通過整流ニ極管與電容器的並聯支路與低壓直流電源共地。高壓交流電源的零線N與ー個由ニ極管2與電容器3並聯而成的支路的一端連接，該支路的另一端為低壓直流電源的負極。低壓直流電源的正極和負極之間並聯有限制電壓升高的穩壓管4。降壓電容I的第二端與低壓直流電源的負極之間跨接有一個由ニ極管6與電容器5並聯而成的支路,降壓電容I的第二端與控制電路的信號輸入端連接，控制電路的信號輸出端接雙向晶閘管的門極，穩壓電路的輸出端接控制電路的電源輸入端。高壓交流電源為単相正弦交流市電。低壓交流與低壓直流共地。圖2中7為整流ニ極管，8為濾波電容器。ニ極管6與電容器5並聯而成的支路所產生的含有直流分量的低壓正弦交流電源用作控制電路的相位控制信號。當雙向晶閘管T導通高壓交流負載吋，ー個由ニ極管2與電容器3並聯而成的支路提供高壓交流負載的正、負半波電流的交流通路，起到高壓交流與低壓交流電源及其低壓電源負載共地的作用。對於三相交流高壓，其エ作原理也相同。本實用新型電路採用橋式整流，可以是ー個單相由四個整流ニ極管組成的的全橋，或者三相四線制由八個整流ニ極管組成的全橋。電路中整流ニ極管的陽極連接點(直流電源的負極性節點)到整流橋的交流輸入端點(ニ極管的陽極和陰極連接點)之間，都並接容量相等、其容量C大於降壓電容器容量Cl數倍至百倍以上的電容器；電路中整流ニ極管的陰極連接點(直流電源的正極性節點)到整流橋的交流輸入端點(ニ極管的陽極和陰極連接點)之間，可並接電容器，也可不並接電容器。當電路中整流ニ極管的陰極連接點到整流 橋的交流輸入端點之間並接電容器時，起到改變橋式整流電路交流輸入端之間的等效交流容抗的作用，不改變本實用新型電路的基本性能。所有降壓電容器與橋式整流交流輸入端的公共連接點到低壓直流電源的負極性端之間，產生的與直流低壓直流電源的負極性端共地的低壓交流電壓源的電壓，在単相高壓電源條件下與単相高壓電源的電壓同相位；在三相四線制的三相高壓電源的條件下，與三相中的相電壓同相位。設定降壓電容器的容量為Cl，與整流ニ極管並聯的電容器容量為C，當高壓交流負載、低壓直流負載和低壓交流負載的電流皆為零時，直流電源的負極性端至橋式整流電路的交流輸入端之間，任何一個ニ極管與電容器並聯的支路兩端的低壓交流電源電壓有效值Uc與高壓正弦交流電壓有效值U的理論比值是U/Uc=(V(2Cl+l)。當高壓交流負載、低壓直流負載和低壓交流負載的電流皆為零時，橋式整流電路中所有ニ極管兩端都並接有等容量為C的電容器時，直流電源的負極性端至橋式整流電路的交流輸入端之間的任何一個ニ極管與電容器並聯的支路兩端的低壓交流電源電壓有效值Uc與高壓正弦交流電壓有效值U的理論比值是U/Uc=C/(Cl+l)。當高壓交流負載、低壓直流負載和低壓交流負載的電流皆為零時，直流電源的負極性端至橋式整流電路的交流輸入端之間的任何一個ニ極管與電容器並聯的支路兩端的低壓交流電壓中含有兩個分量，其中直流電壓分量的理論直流值為(力/2) X Uc0另ー個是交流分量，其正弦波交流理論幅值也是(ム/2) X Uc。高壓交流負載的電流通過低壓直流電源負極性端流過其中一個ニ極管與電容器並聯支路後，該支路上的直流電壓分量和橋式整流輸出的直流電壓會升高，即使輸入的高壓正弦交流電壓值保持不變，輸出的低壓直流電壓值也會升高。其它的沒有流過高壓交流負載電流的ニ極管和電容器的並聯支路上的有共同節點的交流電壓分量保持不變。與ニ極管並聯的電容器可以是無極性的電容器，也可以是有極性的、能夠承受正弦半波電流的電解電容器。考慮到無極性高容量低電壓的電容器的體積較大，宜採用損耗正切值小的，能夠長時間承受50或60赫茲的正弦半波電流的電解電容器。由於電容器作為降壓元件具有恆流源的特性，所以當有低壓交流負載電流時，其負載阻抗與並聯在ニ極管上的等效交流容抗呈並聯關係，整流橋交流輸入端兩端的電壓將會降低。低壓交流電源的負載能力與整流橋交流輸入端兩點間的等效交流容抗值有夫。低壓直流電源與由整流ニ極管和電容器並聯的支路上產生的低壓交流電源是共地的，但是高壓交流電源與低壓直流電源是通過ニ極管與電容器的並聯支路「共地」，高壓交流負載電流的正負半波電流都要通過這個支路，所以高壓交流負載能力也有一定的限制。圖3是圖2的另外ー種表現形式，二者的區別僅在於圖2中降壓電容器的第一端接在高壓交流電源的火線L上，而 圖3中降壓電容器的第一端接在高壓交流電源的零線N上。圖4是圖2的改進電路，圖4與圖2的區別在於所有整流ニ極管各並聯有ー個電容器，圖中為3、5、9、1 O。圖4中分別與四個ニ極管並聯的電容器3、5、9、I O的容量最好是相等的。接在低壓直流電源正極端的兩個電容器9和10的容量會影響接在直流電源負極端上的兩個電容器3和5上的直流電壓分量和交流電壓分量的幅值。當這四個電容器容量相等均為C時，低壓交流電源電壓有效值Uc與高壓交流電源電壓有效值U的比例關係為U/Uc=(C/Cl+l)。本實用新型電路的有益效果是能同時滿足以下要求功耗小、體積小、成本低；能高效率地獲得低壓直流電源和低壓交流電源；低壓直流電源、低壓交流電源、高壓交流電源三者能共地，或者是低壓直流電源、低壓交流電源、高壓交流負載的控制器件三者能共地。該電路可作為家用電器、辦公電器，エ業企業用低壓電器等所有需要處於待機模式工作的電器在待機狀態下所需的低壓直流電壓源和做控制用的低壓交流信號源。因本實用新型電路固有的抗電網電壓幹擾能力也很強，可用於ー些電カ系統或者其他物理系統的計量、顯示、現場總線通信系統，無線通信系統等場合。エ業控制、繼電保護、家用電器和辦公設備中的許多控制電器通常處在待機狀態。在待機狀態下，控制電路的電能消耗可以做到很小，通常不大於100毫瓦，但為了獲得控制電路所需要的低壓直流電源，卻要消耗幾瓦至幾十瓦的有功功率。為了獲得電網電壓的正弦交流低電壓信號，也需要消耗很大的有功功率。儘管每臺設備單位時間裡能耗很小，但它們常年在網運行，而且這類低壓電氣的數量巨大，能耗總量就十分驚人。本實用新型電路在節能降耗方面有很高的實用價值。為響應國際能源署(IEA)於2000年向全球發起的節能倡議「I瓦計劃」，2008年12月17日，歐盟委員會出臺了生態設計法規，以減少所有家用電器和辦公設備的待機或關閉模式的功耗，並於2009年I月7日正式實施。法規要求到2013年前，所有電器產品的待機或關閉模式的能耗必須小於I瓦(對於無指示裝置的產品)，或小於2瓦(對於有指示裝置的產品)。從2013年起，所有電器產品的待機或關閉模式的能耗必須小於O. 5瓦(對於無指示裝置的產品)，或小於I瓦(對於有指示裝置的產品)，並在2020年前，待機或關閉模式的耗電量再減少75%。這是全人類持續發展的要求，是節能減排，綠色環保的需要，是歐盟委員會設置的貿易技術壁壘。減少家用電器和辦公用品的待機或關閉模式的電能消耗，包括減少エ業企業用低壓電氣設備的待機模式的電能消耗是保持我國低壓電器產品的競爭カ所必須解決的問題，也是節能減排，可持續發展的需要。隨著超大規模集成電路技術的發展，功能性集成電路晶片的功耗越來越小，而產生低壓直流電源和低壓交流電源的功耗卻一直沒有能夠降下來。本實用新型在高效率地通過220伏/380伏交流獲得低壓直流電源和低壓交流電源方面技術經濟意義非常明顯。
圖I為本實用新型電路中各功能模塊之間的拓撲結構圖。圖2為高壓交流電源為單相時的ー種電原理圖。圖3為高壓交流電源為單相時的另外ー種電原理圖。圖4為高壓交流電源為單相時，每個整流ニ極管都並聯有電容器時的電原理圖。圖5為實施例I的電原理圖。圖6為實施例2的電原理圖。圖7為實施例3的電原理圖。·
具體實施方式
實施例I :見圖5。高壓交流電源負載(即圖5中受相控的負載)是ー個亮度可調的照明燈，或者是通過相控調節有功功率的電阻負載。控制電路輸出的門極信號是相控的觸發脈衝，從而控制晶閘管的導通延遲角，使高電壓的交流電源負載的有功功率發生變化，達到控制照明燈亮度的目的，或者達到控制電阻負載功率的目的。實施例2 :見圖6。高壓交流電源負載(受相控的負載)是ー個繼電器或者接觸器線圈，控制電路輸出的門極信號是根據控制電路接收到的某種要求繼電器/接觸器線圈通電或斷電的信號，乃致使低壓電器一種狀態(如待機狀態，供電狀態)轉入另一個狀態(如エ作狀態，斷電狀態)。相控晶閘管的門極觸發脈衝，要麼是高電平(線圈通電)，要麼是低電平(線圈斷電)，從而控制繼電器線圈的通電與斷電。在電カ系統的繼電保護中或家用、辦公用的低壓電器中，這個繼電器線圈可以是脫扣線圈，使供電中斷，或者是通電吸合線圈，開始供電；也可以是產生保護動作的繼電器。例如剩餘電流保護繼電器，此時，圖6中的低壓交流負載是剩餘電流互感器的阻、容性補償電路。與直流電源負極端共地連接的ニ極管與電容器並聯支路輸出到控制電路的信號中包括有高壓交流電源的幅值變化量。當高壓電源的電壓升高或降低時，這個並聯支路上的電壓幅度會變化，從而實現欠壓(電壓太低)或過壓(電壓太高)的保護功能。再例如本實用新型可作為電視機的待機狀態下，接受遙控指令的電路所需的電源，可以保證電視機的待機功耗小於O. I瓦。此時，圖6中的高壓交流負載是ー個小型的繼電器的線圈，控制電路接收到由待機狀態轉換到工作狀態的指令，控制電路輸出ー個高電平，使繼電器上電，以致使電視機轉入到工作模式。實施例3 :見圖7。三相四線制高壓交流電源的每根相線接相應降壓電容的第一端，三相低壓交流電源與高壓交流電源直接共地連接。高壓交流電源的零線N (η)與ー個由整流ニ極管11與電容器12並聯而成的支路的輸入端連接，該整流ニ極管的陽極為低壓直流電源的負極。每個降壓電容的第二端與低壓直流電源的負極之間分別跨接有一個由整流ニ極管與電容器並聯而成的支路。每個降壓電容的第二端與控制電路的相應信號輸入端連接，控制電路的信號輸出端接晶閘管13的門極，穩壓電路的輸出端接控制電路的電源輸入端。三個相線A、B、C經降壓電容器分別連接到三個由ニ極管與電容器的並聯支路的三個連接點a，b，c，零線N直接接到第四個整流ニ極管與由ニ極管11與電容器12的並聯支路的連接點η。節點a，b，c與低壓直流電源負極端之間的電壓就是低壓交流電壓信號，它們與三相高壓交流電源電壓的相電壓分別同相且三相対稱。節點η與低壓直流電源負極之間的電壓信號電壓的值反應出三相交流電源的對稱度。當三相電壓對稱時，理論上，節點η與低壓直流電源負極之間的電壓為零；當三相電壓不對稱時，節點η與低壓直流電源負極之間的電壓中，有幅度大於零的直流信號和交流信號。節點a，b，c與低壓直流電源負極之間的低壓交流電壓信號也不對稱。當出現缺相(三個相線中的一個或兩個相線斷電)時，節點a，b，c對低壓直流負極的電壓信號能夠反應出是哪ー相斷電。因此本實施例可以用作剰餘電流保護斷路器或稱漏電保護斷路器，缺相保護繼電器，斷相保護繼電器，三相不對稱保護繼電器等的低壓交流電源和低壓直流電源。繼電器或者接觸器的線圈，可由三相交流電源 的相線供電，線圈上有相電壓，或者由低壓直流電源供電。以上實施例僅僅是為了對本實用新型作進ー步說明，而本實用新型的範圍不受所舉實施例的局限。
權利要求1.一種高壓交流與低壓交流和低壓直流三電源共地的電路，含有由高壓交流電源經降壓電容器降壓後得到的低壓交流電源、由高壓交流電源經降壓電容器降壓和橋式整流後得到的低壓直流電源、與低壓直流電源連接的穩壓電路、高壓交流負載的控制器件以及該控制器件的控制電路，其特徵在於 當高壓交流電源為單相時，単相交流電源的相線或者零線接到降壓電容器的第一端，該降壓電容器的第二端接到整流橋中的ー個交流輸入端，另ー個交流輸入端接高壓交流電源的零線或者相線，低壓直流電壓源的負極與整流橋中的兩個交流輸入端之間各並接有一電容器，降壓電容器的第二端與控制電路的信號輸入端連接，或者是高壓交流電源未與降壓電容器連接的那端與控制電路的信號輸入端連接，控制電路的信號輸出端接控制器件的信號輸入端，穩壓電路的輸出端接控制電路的電源輸入端，低壓直流電壓源的正負極之間並聯有穩壓ニ極管，低壓交流負載接在降壓電容器的第二端與高壓交流電源未與降壓電容器連接的一端之間； 當高壓交流電源為三相四線制時，三相交流電源的每根相線各接到一降壓電容器的第一端，每個降壓電容器的第二端分別接到具有三相四線制全橋整流電路中的三個交流輸入端中的ー個，剰餘的ー個交流輸入端接高壓交流電源的零線，低壓直流電源的負極與整流橋中的四個交流輸入端之間各並聯有ー電容器，降壓電容器的第二端與控制電路的信號輸入端連接，控制電路的信號輸出端接控制器件的信號輸入端，穩壓電路的輸出端接控制電路的電源輸入端，低壓直流電壓源的正負極之間並聯有穩壓ニ極管。
2.如權利要求I所述的高壓交流與低壓交流和低壓直流三電源共地的電路，其特徵在於當高壓交流電源為単相吋，降壓電容器的第二端與控制電路的信號輸入端連接。
3.如權利要求I所述的高壓交流與低壓交流和低壓直流三電源共地的電路，其特徵在於所說高壓交流電源負載的控制器件是電壓或電流控制的電カ半導體器件。
4.如權利要求I所述的高壓交流與低壓交流和低壓直流三電源共地的電路，其特徵在於在橋式整流電路中的所有ニ極管的兩端都並接有等容量的電容器。
5.如權利要求3所述的高壓交流與低壓交流和低壓直流三電源共地的電路，其特徵在乾電カ半導體器件為單向或者雙向晶閘管。
專利摘要高壓交流與低壓交流和低壓直流三電源共地的電路屬電器控制電源技術領域。含有由高壓交流電源經降壓電容器降壓後得到的低壓交流電源、由高壓交流電源經降壓電容降壓和橋式整流後得到的低壓直流電源、與低壓直流電源連接的穩壓電路、高壓交流負載的控制器件以及該控制器件的控制電路。高壓交流電源為單相或三相四線制。低壓直流電源的負極與整流橋中的交流輸入端之間各並聯有一電容器，低壓直流電壓源的正負極之間並聯有穩壓二極體。電路能同時滿足以下要求功耗小、體積小、成本低，效率高；低壓直流電源、低壓交流電源、高壓交流電源三者能共地，或者是低壓直流電源、低壓交流電源、高壓交流負載的控制器件三者能共地。
文檔編號H02M7/219GK202663316SQ20122028061
公開日2013年1月9日 申請日期2012年6月14日 優先權日2012年6月14日
發明者鄒溪, 譚昆玲, 鄒守寶 申請人:鄒溪