抗幹擾型交流穩壓電源的製作方法
2023-06-21 00:33:41
專利名稱：抗幹擾型交流穩壓電源的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種交流穩壓電源。
隨著科學技術的發展，越來越多的精密電子設備應用於各個領域，如電子計算機、程控交換機、CT掃描儀和核磁共振等以數字處理為基礎的各種電子電氣裝置，這些設備要求電源電壓穩定並能抑制各種電源噪聲幹擾，實際上，這些設備相當多的故障是由電源噪聲幹擾引起的。而目前市場上的淨化交流穩壓電源尚存在以下不足一是源電壓範圍窄，不適應國內電網電壓波動較大的國情，因此不能有效地保證計算機、精密儀器及通訊設備等的正常工作；二是功率太小，局限在20KW以下；三是帶開關性負載容易自激，負載適應性差。
本實用新型的目的在於提供一種穩壓範圍寬、輸出功率大、負載能力和抗幹擾能力強的交流穩壓電源。
本實用新型的技術方案之一是它包括耦合電感器B1、電感L4、雙向可控矽SCR和控制電路，其中在耦合電感器B1中引出兩個接點分別連接輸入、輸出端，則耦合電感器B1分為L1、L2、L3三部分，其中L2跨接在輸入和輸出端之間，耦合電感器B1與電容C3並聯，L3串接電容C4之迴路與輸出端並聯，電感L4與雙向可控矽SCR串聯構成靜止無功發生器並與電容C2並聯。這樣以L1、L2、C3構成LC諧振濾波電路，L3、C4構成濾波電路。輸入端並聯一個濾波電容C1。
本實用新型的技術方案之二是它也包括耦合電感器B1、電感L4、雙向可控矽SCR和控制電路，在耦合電感器B1中部引出一個接點連接輸入端，耦合電感器B1分為同芯的L1、L2兩部分，L2跨接在輸入端和輸出端之間，耦合電感器B1與電容C3並聯。電感L4與雙向可控矽SCR串聯構成靜止無功發生器並與電容C2並聯。輸入端並聯一個濾波電容C1。該方案與方案一的原理相近，結構上只是未用L3和C4構成的濾波電路，而以L1、L2、C3構成LC諧振濾波電路，同樣可實現本實用新型之目的，且結構更簡單，成本更低。
在上述兩方案中，本實用新型中的控制電路相同，包括同步鋸齒波發生器、閉環PID調節器及取樣電路等電路，閉環PID調節器包括比例、積分、微分電路。同步鋸齒波發生器連接L1和C2之接點，閉環PID調節器與雙向可控矽SCR相連。
以下結合附圖進一步說明本實用新型。
圖1是本實用新型方案一的電路原理圖；圖2是本實用新型方案二的電路原理圖。
在圖1和圖2中，反映了本實用新型的兩個方案的電路原理結構。由R1、電橋D1、時基電路IC1、C8、R8、R9、BG1、D2和D3共同組成同步鋸齒波發生器，由電阻W1、電橋D5、R10、R11、PID電路晶片IC2、R4、R5、R6、R7、C5、C6和C7共同組成閉環的PID調節器，而R2、R3、BG2用於增加驅動可控矽SCR的能力。IC3為穩壓集成塊。
R1為限流電阻，電橋D1將耦合電感器B1和雙向可控矽SCR迴路輸出的正弦波電壓轉換成單向脈動電壓，該電壓加在時基電路，由BG1、D2、D3、R8、R9構成一個恆流源向C8充電，這樣通過時基電路IC1的作用，C8上的電壓將形成與上述的正弦波電壓同步的鋸齒波電壓。閉環PID調節器在輸出端設置一個輸出電壓參考值，由PID電路晶片將該參考值及取樣電路的取樣值進行比較和處理，然後產生一個控制信號，經脈寬調製後，經BG2、R2控制雙向可控矽SCR使其在工作過程中維持適當的導通角，該導通角可在0至180度全範圍調整。通過這種閉環反饋控制實現本實用新型連續、精確的穩壓調節。
本實用新型工作時，當輸入電壓Vi升高時，雙向可控矽SCR關閉而開路，此時容抗大於感抗，形成容性阻抗，多餘部分的阻抗將被抵消，從而又使電壓下降而保持Vo穩定；當輸入電壓Vi下降時，SCR打開而全通，L4和C2並聯，使感抗大子容抗，形成感性阻抗，與L1之感抗相疊加後，又促使電壓升高以維持輸出電壓Vo穩定，實現電源穩壓之目的。本實用新型的兩方案的不同只在於方案一比方案二多了濾波電路而加強濾波效果，但通過電路元件參數的合理選擇，兩方案可達到同樣的輸出性能指標。
本實用新型由於採用獨特的耦合電感器B1結構及其與電容器之間合理的聯接關係，使由L1、L2、C3構成的諧振濾波電路工作在不飽和狀態，從而大大擴展了穩壓工作範圍，源電壓範圍可達到130至300伏，輸出功率可達到0至300KW，效率大於90％，負載功率因數達到0.8；另一方面又大大拓寬了濾波頻域，提高了濾除電源噪聲幹擾的能力，具有很寬頻譜的抗幹擾能力，抗尖峰幹擾能力輸入2000伏，輸出小於40伏，而穩壓精度達到220±0.5％。本實用新型的負載能力極強，能適應各種感性、容性或開關性負載。本實用新型的主要性能指標都已達到或超過國家標準，作為一種淨化型交流穩壓電源可有效地保證用電裝置的正常工作、減少故障率並延長使用壽命。
本實用新型不僅性能優越，可靠性高，而且結構簡單，成本不高，適用於計算機、程控交換機、CT掃描儀等各種電子電氣裝置，實用性強，並容易形成輸出功率大小不等的一系列抗幹擾交流穩壓電源產品，在當今不斷發展的電子資訊時代，具有廣闊的市場前景和發展潛力。
權利要求1.一種抗幹擾型交流穩壓電源，包括耦合電感器B1、電感L4、雙向可控矽SCR和控制電路，其特徵在於在耦合電感器B1中部引出兩個接點分別連接輸入、輸出端，耦合電感器B1分為同芯的L1、L2、L3三部分，L2跨接在輸入端和輸出端之間，耦合電感器B1與電容C3並聯，L3串接電容C4之迴路並聯在輸出端。
2.一種抗幹擾型交流穩壓電源，包括耦合電感器B1、電感L4、雙向可控矽SCR和控制電路，其特徵在於在耦合電感器B1中部引出一個接點連接輸入端，耦合電感器B1分為同芯的L1、L2兩部分，L2跨接在輸入端和輸出端之間，耦合電感器B1與電容C3並聯。
3.根據權利要求1或2所述的抗幹擾型交流穩壓電源，其特徵在於電感L4與雙向可空矽SCR串聯構成靜止無功發生器並與電容C2並聯。
4.根據權利要求1或2所述的抗幹擾型交流穩壓電源，其特徵在於輸入端並聯一個濾波電容C1。
5.根據權利要求1或2所述的抗幹擾型交流穩壓電源，其特徵在於控制電路包括同步鋸齒波發生器、閉環PID調節器及取樣電路，同步鋸齒波發生器連接L1和L4之接點，閉環PID調節器與雙向可控矽SCR相連。
專利摘要一種交流穩壓電源,包括耦合電感器、電感、雙向可控矽和控制電路,在耦合電感器中部引出兩個接點分別連接輸入、輸出端,耦合電感器分為同芯的L1、L2、L3三部分,L2跨接在輸入、輸出端之間,耦合電感器與電容C3並聯,L3串接電容C4之迴路並聯在輸出端,但也可省去該迴路。本實用新型穩壓範圍寬,可達到130至300伏,輸出功率大,可高達300KW,負載能力強,可適應感性、容性或開關性負載,抗幹擾能力強,性能優越,適用於各種電子電氣裝置。
文檔編號G05F3/06GK2293087SQ9723820
公開日1998年9月30日 申請日期1997年5月19日 優先權日1997年5月19日
發明者聶泳培 申請人:聶泳培