單相全隔離整流調壓模塊的製作方法

2023-11-10 03:10:52

專利名稱：單相全隔離整流調壓模塊的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種調壓器，尤其是能將單相電經過大功率電力半導體器件後整流控制後輸出為可調直流電的單相全隔離整流調壓模塊。
背景技術：
目前，在工業上實現驅動大功率直流負載的途逕往往是將單相電經過降壓變壓器降壓後，經整流器獲得直流電，以作為整套單相整流裝置。此技術方案雖然實施簡便，但降壓變壓器體積龐大、成本昂貴，而整流器則不易經受大電流交流電衝擊，故障率很高，在企業、工廠生產過程中難以長期穩定運行。而實現可調的大電流直流電的輸出，則需要大功率調壓器，生產成本大大增加。
發明內容本實用新型的目的是針對現有的單相整流調壓裝置的不足，而提供一種體積微小、功率損耗低、控制部分弱電與強電全隔離、無需外接供電電源的單相全隔離整流調壓模塊。為了解決上述技術問題，本實用新型提供如下方案單相全隔離整流調壓模塊，由信號輸入級、數據處理單元ECU，光電隔離電路、穩壓電路、大功率電力半導體器件、高頻電源相互連接。其包括信號輸入級接收電位器、4-20mA，0-5V，0-10V多重信號，經數據處理單兀ECU處理後,將觸發信號TRIG以高電平的形式輸入光電隔離電路。光電隔離電路將信號以光為媒介傳送至強電迴路，對輸入和輸出電路進行隔離，並將觸發信號TRIG無失真地從弱電迴路傳送到強電迴路。兩路晶閘管受到觸發信號TRIG時交替導通工作，在輸出端得到一個可調的脈動直流電。進一步地，上述的單相全隔離整流調壓模塊，其中，還包括由四個晶閘管及其晶閘管觸發電路組成的穩壓電路，穩壓電路根據輸出端直流電壓輸出的變換量反饋於數據處理
單元ECU。更進一步地，上述的單相全隔離整流調壓模塊，其中，所述的數據處理單元E⑶內置上電緩啟動電路。再進一步地，上述的單相全隔離整流調壓模塊，其中，所述的大功率半導體器件晶閘管每隻均並聯碳膜電阻和滌綸電容。採用本實用新型，可適用於網側為220V的單相交流電系統，經過本實用新型可直接輸出可調的直流電，無需降壓變壓器等變電設備，也無需直流電源和整流橋，降低了相關成本。同時，由於本實用新型體積較小，從最大程度上節省了電子元件。更為重要的，米用本[0013]實用新型提出的實例後,輸出側調壓範圍大,可直接拖帶大功率直流負載。本實用新型的目的、優點和特點，將通過以下實施例的非限制性說明進行圖示和解釋，這些實施例是參照附圖僅作為例子給出的。

圖1是本實用新型一種實施例的系統構成圖。圖2是本實用新型一種實施例觸發極觸發信號TRIG信號波形圖。圖3是本實用新型一種實施例工作時的輸出波形圖。
具體實施方式
由接線端子作為全兼容輸入信號接收端，將控制輸入的0_5Vdc，O-1OVdc，4_20mA，l-5Vdc, O-1OmA接收後，經過信號選擇電路，將信號輸入數據處理單元E⑶，也可用電位器手動控制。本實用新型在工作時，輸入的單相220V交流電經由四個大功率電力半導體器件組成的整流斬波調壓電路後變成可調的直流。當輸入電壓發生波動時，由採樣電阻採集輸入電壓的變化量，將該電壓變化量反饋至數據處理單元ECU，進行觸髮型號的調節，從而穩定輸出電壓。強電迴路包括晶閘管觸發電路和單向晶閘管組成的全控橋，晶閘管觸發電路包括分別與四個晶閘管觸發極連接的四個二極體，該四個二極體的負極與四個晶閘管的觸發極相連。此處利用二極體的單向導通特性，實現對可控矽的觸發極的控制，屬於現有技術，成熟易用。實現了避免晶閘管的誤觸發以及晶閘管因陽極與觸發極電流逆流擊穿的損壞。數據處理單元E⑶輸出的PWM觸發信號TRIG是可改變導通角度的強觸發脈衝信號，該信號經光電隔離後再去分別控制內部晶閘管，實現交流電直接轉換成幅值無級可調的脈動直流電壓，負載上的電壓從OV到電網全電壓的全範圍調節。進一步來看，考慮到本實用新型的使用便利，所採用的電源為高頻電源模塊。該高頻電源體積微小，輸出恆定，可直接輸出15V直流電源供其他電路供電工作。同時，高頻電源也作為穩壓電路的工作電源，因此，該高頻電源應具有兩組輸出。結合本實用新型的實際使用情況來看，不僅適用於網側電壓為單相220V交流電，同時也適用於單相380V和IlOV交流電網。並且，由於本實用新型無需外接直流電源，可以應用在無直流電源的場合，擴大了使用範圍。通過上述的文字表述並結合附圖可以看出，採用本實用新型後，可適用於多種交流電網系統，且輸出側可直接降到幾十伏以下，能省去昂貴的降壓變壓器和整流橋，降低了相關成本。同時，由於本實用新型體積較小，從最大程度上節省了電子元件。更為重要的，採用本實用新型提出的實例後，輸出側調壓範圍大，可直接拖帶大功率直流負載。以上僅是本實用新型的具體應用範例，對本實用新型的保護範圍不構成任何限制。除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型所要求的保護範圍之內。
權利要求1.一種單相全隔離整流調壓模塊，由信號輸入級、數據處理單元E⑶，光電隔離電路、穩壓電路、大功率電力半導體器件、高頻電源相互連接；其特徵是由信號輸入級接收多重信號，經數據處理單元ECU處理後，將觸發信號TRIG輸入光電隔離電路；光電隔離電路將信號以光為媒介傳送至強電單元，對輸入和輸出電路進行隔離，並將觸發信號TRIG無失真地從弱電迴路傳送到強電迴路；兩路晶閘管受到觸發信號TRIG時交替導通工作，在輸出端得到一個可調的脈動直流電。
專利摘要本實用新型提出一種單相全隔離整流調壓模塊，由信號輸入級、數據處理單元ECU，光電隔離電路、穩壓電路、大功率電力半導體器件、高頻電源相互連接；由信號輸入級接收多重信號，經數據處理單元ECU處理後，將觸發信號TRIG輸入光電隔離電路；光電隔離電路將信號以光為媒介傳送至強電單元，對輸入和輸出電路進行隔離，並將觸發信號TRIG無失真地從弱電迴路傳送到強電迴路；兩路晶閘管受到觸發信號TRIG時交替導通工作，在輸出端得到一個可調的脈動直流電。本實用新型可應用於各種電源、穩壓、直流電機、勵磁、電焊、電鍍、充電等場合。
文檔編號H02M7/155GK202906764SQ201220396119
公開日2013年4月24日 申請日期2012年8月12日 優先權日2012年8月12日
發明者盛永富 申請人:杭州龍科電子有限公司