一種電源供應器的製作方法
2023-10-04 18:42:44
專利名稱：一種電源供應器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電源技術領域，尤其涉及一種電源供應器。
背景技術：
目前普通調壓器主要分為接觸式和感應式調壓器，其通用額定調壓範圍是在(T600V之間。如果需求最高電壓大於600V，輸出容量在一定的情況下，不管是採用接觸式調壓器還是感應式調壓器，都需要定製。接觸式在調壓過程容易產生火花，使用壽命容易縮短，而感應式調壓器的構造難度會遠大於現有接觸式調壓器。在以上兩種調壓方式中，隨著需求電壓範圍的變高，調壓器的體積及重量會相應的增大，從而成本遠高於現有規格的成本。另外無論何種調壓方式，其輸出頻率是隨市電頻率而定，無法實現調節，這在實際應用中會有很大的局限性。現有的調壓器一般是採用接觸調壓器和感應調壓器小容量電源一般採用接觸式調壓器調壓，其工作原理跟滑動電阻差不多，並不是像變壓器一樣靠匝數不同的線圈實現調壓，在調節過程中容易產生火花，接觸器線圈的使用壽命成為大容量調壓器的發展瓶頸，且輸出電壓與一次側是沒有隔離功能的。感應調壓器由其工作原理和結構所決定，製造成本比較高，特別是大容量產品。此外單相產品轉子偏心若達到一定數值，很容易產生運行振動和噪聲。現在隨著690V電源新興行業的突起，一般調壓器調壓範圍(O 600V)已遠遠不能滿足690V等產品的調壓調頻需求，從而調壓調頻電源供應器就變得越來越重要了。一般產品測試中必須有一個能滿足技術標準要求的可調電源供應器。通常在試驗變壓器的前級選配合適的調壓器，藉助調壓器的電壓調整，使試驗變壓器輸出能滿足要求的、無級連續、均勻變化的試驗電壓。試驗配用的調壓供應器，除了其輸出容量、相數、頻率、輸出電壓變化範圍等基本參數應滿足試驗要求外，還要求調壓器應具有(1)輸出電壓質量好。如要求調壓器輸出電壓波形應儘量接近正弦波；輸出電壓下限最好為零；(2)調壓特性好。如要求調壓器阻抗不宜過大；調壓特性曲線平滑線性；調節方便、可靠。而現有技術所存在一些不足之處其一、一般調壓器的最大調壓範圍為O 600V，調壓範圍窄，越來越不能滿足新興市場需求；其二、調壓器輸出頻率一般都是市電的固定頻率50Hz，無法調節，具有很大的局限性；其三、市場上超過600V調壓範圍的調壓器需要定製，成本很高；其四、調壓器保護較少，易損壞，維修成本高。因此，亟需一種調頻調壓電源供應器。
實用新型內容本實用新型的目的在於解決上述問題，提供一種電源供應器，不僅實現根據需求調節電壓，而且同時可以調節頻率，以滿足需求。此外，本實用新型也具有過流、過載、過壓、輸出短路等保護功能。[0010]為實現上述目的，本實用新型採取的技術方案是一種電源供應器，包括一變壓器，所述電源供應器還包括一變頻器和一濾波模塊；所述變頻器與外部三相交流電網電連接；所述變頻器與所述濾波模塊電連接；所述濾波模塊與所述變壓器電連接；所述變壓器與外部設備電連接。進一步，所述濾波模塊包括第一電感、第二電感、第三電感、第一電容、第二電容和第三電容；所述變頻器的第一輸出端通過串聯的第一電感和第一電容與所述變壓器第二輸入端電連接，同時所述變頻器的第一輸出端通過第一電感與所述變壓器的第一輸入端電連接；所述變頻器的第二輸出端通過串聯的第二電感和第二電容與所述變壓器的第三輸入端電連接，同時所述變頻器的第二輸出端通過第二電感與所述變壓器的第二輸入端電連接；所述變頻器的第三輸出端通過串聯的第三電感和第三電容與所述變壓器的第一輸入端電連接，同時所述變頻器的第三輸出端通過第三電感與所述變壓器的第三輸入端電連接。進一步，所述電源供應器進一步包括電感模塊和電容模塊；所述變壓器依次通過電感模塊和電容模塊後與外部設備連接。進一步，所述電感模塊包括第四電感、第五電感和第六電感；所述電容模塊包括第四電容、第五電容和第六電容；所述變壓器的第一輸出端通過電感模塊的第四電感和電容模塊的第四電容後接地，同時變壓器的第一輸出端通過電感模塊的第四電感與外部設備的第一輸入端電連接；所述變壓器的第二輸出端通過電感模塊的第五電感和電容模塊的第五電容後接地，同時變壓器的第二輸出端通過電感模塊的第五電感與外部設備的第二輸入端電連接；所述變壓器的第三輸出端通過電感模塊的第六電感和電容模塊的第六電容後接地，同時變壓器的第三輸出端通過電感模塊的第六電感與外部設備的第三輸入端電連接；所述變壓器的第四輸出端通過接地線接地。進一步，所述電源供應器還包括一相位控制卡；所述相位控制卡分別與所述三相交流電網、變壓器和變頻器電連接。進一步，所述變壓器的第一輸出端經由所述電感模塊和所述電容模塊與所述相位控制卡的第一輸入端電連接；所述變壓器的第二輸出端經由所述電感模塊和所述電容模塊與所述相位控制卡的第二輸入端電連接；所述變壓器的第三輸出端經由所述電感模塊和所述電容模塊與所述相位控制卡的第三輸入端電連接；所述三相交流電網的第一輸出端與所述相位控制卡的第四輸入端電連接；所述三相交流電網的第二輸出端與所述相位控制卡的第五輸入端電連接；所述三相交流電網的第三輸出端與所述相位控制卡的第六輸入端電連接；所述相位控制卡的輸出端通過控制信號與所述變頻器的微處理單元電連接。進一步,上述任意一項所述的變頻器還包括整流單元、濾波單元、逆變單元、制動單元、驅動單元和軟啟單元。本實用新型的積極效果是1)通過所述變壓器可對供應電源的電壓進行調節，調壓範圍寬，線性度好，相位與市電同步，輸出電壓與市電隔尚。2)利用所述變頻器可以對供應電源的頻率進行調節，適用範圍廣。3)本實用新型所述電源供應器具有過流、過載、過壓、輸出短路等多項保護。4)整個電源供應器的體積和重量都大幅度降低，成本至少下降一半。5)整個電源供應器的壽命也大大提高。
圖1是本實用新型所述電源供應器的結構框圖；圖2是變頻器結構框圖；圖3是本實用新型所述電源供應器的一實施例的電路連接示意圖；圖4是本實用新型所述電源供應器的一較佳實施例的電路連接示意圖；圖5是本實用新型所述電源供應器的一較佳實施例的電路連接示意圖；圖中的標號分別為100、電源供應器；110、三相交流電網；120、變頻器；130、濾波模塊；140、變壓器；150、外部設備；211、整流單元；212、濾波單元；213、逆變單元；214、制動單元；215、驅動單元；216、軟啟單元；217、微處理單元；410、電感模塊；420、電容模塊；510、相位控制卡。
具體實施方式
以下將結合附圖介紹本實用新型電源供應器的具體實施方式
。參見圖1，本實用新型所述電源供應器100，包括一變頻器120、一濾波模塊130和一變壓器140 ;所述變頻器120與外部三相交流電網110電連接；所述變頻器120與所述濾波模塊130電連接；所述濾波模塊130與所述變壓器140電連接；所述變壓器140與外部設備150電連接。其中，三相交流電網110用於提供一固定電壓和固定頻率的交流電源。一般情況下，固定電壓為380伏；固定頻率為50HZ，而有些國家則規定為60HZ。所述三相交流電網110的三相輸出分別為R相、S相和T相。所述三相交流電網110的第一輸出端R與所述變頻器120的第一輸入端R電連接；所述三相交流電網110的第二輸出端S與所述變頻器120的第二輸入端S電連接；所述三相交流電網110的第三輸出端T與所述變頻器120的第三輸入端T電連接。所述變頻器120是一種利用電力半導體器件作為通斷作用，將工頻(例如50HZ)電源變換為另一頻率的電能控制裝置。參見圖2，所述變頻器120包括整流單元211、濾波單元212、逆變單元213、制動單元214、驅動單元215、軟啟單元216和微處理單元217。其中，所述整流單元211用於將輸入的交流電壓變換為直流電壓。所述軟啟單元216分別與所述整流單元211和濾波單元212電連接，所述軟啟單元216用於限制整流單元211輸出的直流電壓對濾波單元212的充電電流的大小，以減小充電電流對濾波單元212的損傷。所述濾波單元212與所述軟啟單元216電連接，用於儲存能量及濾波，以減少電壓波動。所述逆變單元213與所述濾波單元212電連接，用於將直流功率變換為所需求頻率的交流功率，一般是通過三相橋式逆變電路以完成上述功能。當有規律地控制逆變單元213中主開關的導通和關斷時，可以得到任意頻率的三相交流輸出波形。所述制動單元214與所述濾波單元212電連接。所述微處理單元217通過驅動單元215與所述逆變單元213電連接，用於對逆變單元213的開關控制，對整流單元211的電壓控制，以及完成各種保護功能(例如，過壓、過流、過載或輸出短路保護)。所述變頻器120上電設置正常運轉後，變頻器120輸出電壓範圍為O至額定電壓，此電壓經過與變頻器120電連接的濾波模塊130後變成正弦波。所述濾波模塊130包括第一電感L1、第二電感L2、第三電感L3、第一電容Cl、第二電容C2和第三電容C3。所述濾波模塊130用於將變頻器120的輸出電壓進行濾波。參見圖3，在本實用新型具體實施例中，所述變頻器120的第一輸出端U』通過串聯的第一電感LI和第一電容Cl與所述變壓器140的第二輸入端V』電連接，同時所述變頻器120的第一輸出端U』通過第一電感LI與所述變壓器140的第一輸入端U，電連接。所述變頻器120的第二輸出端V通過串聯的第二電感L2和第二電容C2與所述變壓器140的第三輸入端Ψ電連接，同時所述變頻器120的第二輸出端V』通過第二電感L2與所述變壓器140的第二輸入端V』電連接。所述變頻器120的第三輸出端Ψ通過串聯的第三電感L3和第三電容C3與所述變壓器140的第一輸入端U，電連接，同時所述變頻器的第三輸出端r通過第三電感L3與所述變壓器140的第三輸入端r電連接。 所述變壓器140用於將濾波模塊130的輸入電壓進行一定比例的放大或縮小，並可以根據需求將所述變壓器140變為隔離變壓器或非隔離變壓器。在本實用新型中，如圖3所示，外部的三相交流電網110的輸出電壓送至變頻器120後，則所述變頻器120輸出可調壓、調頻的電壓，並經過所述濾波模塊130濾波後再作為所述變壓器140的輸入，所述變壓器140可按一定比例進行電壓調節以滿足客戶需求，於是經所述變頻器120和所述變壓器140的輸出可以提供一個可調壓、調頻的電源，且能更精確得控制該電源，從而實現本實用新型的目的。在本實用新型較佳實施例中，所述電源供應器100進一步包括電感模塊410和電容模塊420。所述電感模塊410和電容模塊420用於濾波。所述變壓器140依次通過電感模塊410和電容模塊420後與外部設備150連接。在本實用新型的其他實施例中，也可以採用其他具有濾波功能的模塊與變壓器電連接，而所述具有濾波功能的模塊可以設置為一組電阻和一組電容所組成的RC式濾波模塊，或者設置為一組電感和一組電阻所組成的LR式濾波模塊。參見圖4，在本實用新型較佳實施例中，所述電感模塊410包括第四電感L4、第五電感L5和第六電感L6。所述電容模塊420包括第四電容C4、第五電容C5和第六電容C6。所述變壓器140的第一輸出端U通過電感模塊410的第四電感L4和電容模塊410的第四電容C4後接地，同時變壓器140的第一輸出端U通過電感模塊410的第四電感L4與外部設備150的第一輸入端U電連接。所述變壓器140的第二輸出端V通過電感模塊410的第五電感L5和電容模塊420的電容第五C5後接地，同時變壓器140的第二輸出端V通過電感模塊410的第五電感L5與外部設備150的第二輸入端V電連接。所述變壓器140的第三輸出端W通過電感模塊410的第六電感L6和電容模塊420的第六電容C6後接地，同時變壓器140的第三輸出端W通過電感模塊410的第六電感L6與外部設備150的第三輸入端W電連接；所述變壓器140的第四輸出端N通過接地線接地。參考圖4和圖3所示，圖4和圖3的區別是前者圖中所述變壓器140的輸出端新增了一組電感以及一組電容，所述電感和電容的主要作用是濾波，所述變壓器140輸出電壓經過電感模塊410和電容模塊420之後，輸出性能變得更好。在本實用新型另一較佳實施例中，所述電源供應器100進一步包括一相位控制卡510。所述相位控制卡510分別與所述三相交流電網110、變壓器140和變頻器120電連接。參見圖5，在該另一較佳實施例中，所述變壓器140的第一輸出端U經由所述電感模塊410和所述電容模塊420與相位控制卡510的第一輸入端U電連接。所述變壓器140的第二輸出端V經由所述電感模塊410和所述電容模塊420與相位控制卡510的第二輸入端V電連接。所述變壓器140的第三輸出端W經由所述電感模塊410和所述電容模塊420與相位控制卡510的第三輸入端W電連接。所述三相交流電網110的第一輸出端R與相位控制卡510的第四輸入端R電連接。所述三相交流電網110的第二輸出端S與相位控制卡510的第五輸入端S電連接；所述三相交流電網110的第三輸出端T與相位控制卡510的第六輸入端T電連接。所述相位控制卡510的輸出端通過控制信號與所述變頻器120的微處理單元217電連接。參考圖5和圖4所示，圖5和圖4的區別是前者圖中新增了一個相位控制卡510。所述相位控制卡510用於將變壓器140的輸出電壓反饋作為電壓閉環控制，並將變壓器140的輸出電壓與三相交流電網110的輸出電壓同時輸入所述相位控制卡510中，這兩路電源信息在所述相位控制卡510上經過處理後，再傳送至所述變頻器120的微處理單元217，經過微處理單元217的處理，實現調節變壓器140的三相輸出(U、V、W)和三相交流電網110的輸入相位(R、S、T)保持同步。這樣不僅可以對本實用新型所述電源供應器100的電壓進行調節，調壓範圍寬，線性度好，相位與市電同步，輸出電壓與市電隔離(通過將變壓器140設置為隔離變壓器)，而且可以對電源供應器100的輸出頻率進行調節，適用範圍廣。此外，利用所述變頻器120以實現過流、過載、過壓、輸出短路等多項保護，從而為可調頻調壓的電源供應器100提供更長的使用壽命。以上所述僅是本實用新型的優選實施例，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型結構的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種電源供應器，包括一變壓器，其特徵在於，所述電源供應器還包括一變頻器和一濾波模塊；所述變頻器與外部三相交流電網電連接；所述變頻器與所述濾波模塊電連接； 所述濾波模塊與所述變壓器電連接；所述變壓器與外部設備電連接。
2.如權利要求1所述的電源供應器，其特徵在於，所述濾波模塊包括第一電感、第二電感、第三電感、第一電容、第二電容和第三電容；所述變頻器的第一輸出端通過串聯的第一電感和第一電容與所述變壓器第二輸入端電連接，同時所述變頻器的第一輸出端通過第一電感與所述變壓器的第一輸入端電連接；所述變頻器的第二輸出端通過串聯的第二電感和第二電容與所述變壓器第三輸入端電連接，同時所述變頻器的第二輸出端通過第二電感與所述變壓器的第二輸入端電連接；所述變頻器的第三輸出端通過串聯的第三電感和第三電容與所述變壓器第一輸入端電連接，同時所述變頻器的第三輸出端通過第三電感與所述變壓器的第三輸入端電連接。
3.如權利要求1所述的電源供應器，其特徵在於，所述電源供應器進一步包括電感模塊和電容模塊；所述變壓器依次通過電感模塊和電容模塊後與外部設備連接。
4.如權利要求3所述的電源供應器，其特徵在於，所述電感模塊包括第四電感、第五電感和第六電感；所述電容模塊包括第四電容、第五電容和第六電容；所述變壓器的第一輸出端通過電感模塊的第四電感和電容模塊的第四電容後接地，同時變壓器的第一輸出端通過電感模塊的第四電感與外部設備的第一輸入端電連接；所述變壓器的第二輸出端通過電感模塊的第五電感和電容模塊的第五電容後接地，同時變壓器的第二輸出端通過電感模塊的第五電感與外部設備的第二輸入端電連接；所述變壓器的第三輸出端通過電感模塊的第六電感和電容模塊的第六電容後接地，同時變壓器的第三輸出端通過電感模塊的第六電感與外部設備的第三輸入端電連接；所述變壓器的第四輸出端通過接地線接地。
5.如權利要求3所述的電源供應器，其特徵在於，所述電源供應器進一步包括一相位控制卡；所述相位控制卡分別與所述三相交流電網、變壓器和變頻器電連接。
6.如權利要求5所述的電源供應器，其特徵在於，所述變壓器的第一輸出端經由所述電感模塊和所述電容模塊與所述相位控制卡的第一輸入端電連接；所述變壓器的第二輸出端經由所述電感模塊和所述電容模塊與所述相位控制卡的第二輸入端電連接；所述變壓器的第三輸出端經由所述電感模塊和所述電容模塊與所述相位控制卡的第三輸入端電連接； 所述三相交流電網的第一輸出端與所述相位控制卡的第四輸入端電連接；所述三相交流電網的第二輸出端與所述相位控制卡的第五輸入端電連接；所述三相交流電網的第三輸出端與所述相位控制卡的第六輸入端電連接；所述相位控制卡的輸出端通過控制信號與所述變頻器的微處理單元電連接。
7.如權利要求1 6任意一項所述的電源供應器，其特徵在於，所述變頻器進一步包括整流單元、濾波單元、逆變單元、制動單元、驅動單元和軟啟單元。
專利摘要本實用新型涉及電源技術領域，尤其涉及一種電源供應器。一種電源供應器包括一變頻器、一濾波模塊和一變壓器；所述變頻器與外部三相交流電網電連接；所述變頻器與所述濾波模塊電連接；所述濾波模塊與所述變壓器電連接；所述變壓器與外部設備電連接。
文檔編號H02M5/42GK202889209SQ20122050292
公開日2013年4月17日 申請日期2012年9月27日 優先權日2012年9月27日
發明者榮海榮, 李春生 申請人:中達光電工業(吳江)有限公司