智能無級有載功率控制器的製作方法
2023-11-06 22:49:32 1
專利名稱：智能無級有載功率控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電氣技術領域，具體涉及一種可根據照明負載的實際使用狀況對
參數進行合理設置，智能控制輸出負載功率，達到節能效果的智能無級有載功率控制器。
背景技術：
隨著各種電器的不斷普及，人們對電力能源的關注度也越來越高，而現有市場上 的電力節能產品主要有兩種類型一類是多抽頭自耦調壓器，採用繼電器或固態開關進行 切換，但由於這種類型的繼電器或固態開關切換屬於有級換檔調壓，當輸入電壓在換檔閥 值之間變化時，造成開關頻繁動作，開關的壽命很短，也對負載造成衝擊，為了使換檔過程 不滅燈，換檔開關容易造成短路而燒毀；另一類是用電力電子交流斬波器直接向負載供電， 由於電子功率開關高頻動作損耗很大，發熱嚴重，設備的報廢率相當高，整體的效率不高， 與節能的目的相違背，而且這類電路的系統啟動、負載突增等過程中由於電路運行要求存 在，不可能滿足人們的用電習慣，給用戶造成不便。
發明內容為克服現有技術的不足，本實用新型提出一種結構合理、可靠性強、運行效率高， 能夠提高系統整體性能的智能無級有載功率控制器。 為達到上述目的，本實用新型通過以下技術方案予以實現一種智能無級有載功 率控制器，由一機箱所構成，在機箱的內部設置有電子電路單元、系統監控單元以及工作電 源板，其中電子電路單元包括三相空氣開關、電壓浪湧吸收器、以及至少一個單相變壓器， 其單相變壓器分別與單相功率變換器、變換器輸出濾波器、單相繼電器板相連接，系統監控 單元包括單片機接口控制模塊、邏輯控制模塊、信號檢測模塊、信號處理模塊，工作電源板 包括兩塊集成晶片及兩個開關變壓器。 本實用新型進一步的技術措施是，述中的機箱上還設置有帶門把手的機箱外殼
門，機箱的正面或後面或側面或頂面或底面設置有通信接口、出線孔以及進線孔，機箱正面
設置有顯示屏及按鍵，在顯示屏的旁側設置有至少一個指示燈，單相功率變換器由兩塊PCB
板和一個管狀散熱器所構成，變換器輸出濾波器為由電感和電容所組成的LC 二階濾波器，
單相繼電器板上安裝有至少兩個繼電器。 與現有技術相比，本實用新型具有以下技術優勢 —通過採用單相功率變換器來控制串聯調整單相變壓器的電壓，使得輸出的電 壓可以連續變化及調整，克服了傳統換檔調壓的固有缺點，並且由於單相功率變換器只控 制並處理一小部分的功率，約為30%，系統即可通過容量比較小的電子開關取得很大的容 量，系統運行的可靠性得以提高，實現系統整體的利用效率達到98% ; 二與傳統的電力電子斬波器產品相比，輸出穩定和快速，使得照明能按需要發
生，消除無謂的浪費和不良照明，擴大了節能器的負載適應範圍，真正節約能源； 三技術含量高，採用人性化的操作界面，顯示清楚，更易熟悉，且結構簡單，安裝方便，運行安全，製造成本低，適用面廣。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是電子電路單元的電路圖；圖3是單片機接口控制模塊的電路圖；圖4是邏輯控制模塊的電路圖；圖5是信號檢測模塊的電路圖；圖6是信號處理模塊的電路圖；圖7是工作電源板的原理圖；圖8是單相功率變換器的電路圖；圖9是變換器輸出濾波器的電路圖；圖10是單相繼電器板的電路原理圖；圖11是本實用新型整體的工作原理圖。圖中1、機箱，2、機箱外殼門，3、門把手，4、顯示屏，5、按鍵，6、出線孔，7、進線孔，
8、指示燈，9、三相空氣開關，10、工作電源板，11、系統監控單元，12、單相功率變換器，13、電 感，14、電容，15、單相繼電器板，16、單相變壓器。
具體實施方式
參照圖1至圖11所示，本實用新型包括機箱1，機箱1設有帶門把手3的機箱外殼 門2，在機箱外殼門2的左上角設置有顯示屏4，顯示屏4的右側為按鍵5，顯示屏4的下方 分別設置有紅、綠兩色的指示燈8各一個，機箱1的尾部開設有出線孔6及進線孔7，側面則 設置有通信接口，並在機箱1內部設置有相互連接的電子電路單元、系統監控單元11以及 工作電源板10。電子電路單元包括三相空氣開關9、電壓浪湧吸收器、以及至少一個單相變壓器 16，其單相變壓器16分別與單相功率變換器12、變換器輸出濾波器、單相繼電器板15相連 接，單相功率變換器12由兩塊PCB板(即為印刷電路板)和一個管狀散熱器所構成，其中 一塊PCB板為雙向交流BUCK斬波電路板，藉助於8隻IGBT和兩隻螺柱緊固在散熱器上，另 一塊PCB板為斬波電路的吸收緩衝電路板，藉助於5隻銅螺柱與雙向交流BUCK斬波電路板 電氣連接併疊層緊固，變換器輸出濾波器為由一個電感13和一個電容14所組成的LC 二階 濾波器，為降低高頻損耗，增大磁通密度，其電感13的磁芯為鐵基非晶態，電容14為金屬化 無級性電容。單相繼電器板15上安裝有兩個繼電器，其中一個用作電壓控制的倒相，另一個用 作旁路時的變壓器原邊短路。系統監控單元11包括單片機接口控制模塊、邏輯控制模塊、信號檢測模塊、信號 處理模塊，工作電源板10包括兩塊集成晶片及兩個開關變壓器，可產生6路驅動電源、一路 單片機電源、兩路邏輯電源等共9路工作電源。採用三個單相變壓器16構成一個三相系統的結構，避免一臺三相變壓器相間的互相耦合。三個單相變壓器16為同一規格變比220/66，乾式，芯式結構，O. 25mm冷軋矽鋼 片鐵芯，根據節能器的容量不同，副邊電流分為30A、60A、90A等幾種規格。單相變壓器16 與輸入220V交流工頻電壓進行疊加或疊減，使輸出的電壓可以調節。 驅動控制模塊由單片機輸出的脈寬調製信號(P麗)在驅動邏輯形成電路中與同 步信號、封鎖信號等相綜合，形成交流BUCK電路四隻IGBT所需要的實際驅動信號。系統共 有三相輸入電壓檢測、三相輸出電壓檢測、三相輸出電流檢測等共9路檢測信號，電壓檢測 採用電壓互感器、電流檢測採用電流互感器，實現高低壓間的電氣隔離。三相輸入電壓檢測 信號同時送入三相同步信號發生器中產生三相同步信號，信號處理模塊為了取得較高的AD 轉換解析度，所有的檢測信號都經過精密整流電路進行處理。 使用時，將其安裝在照明負載的上遊，即供電端，並將三相電力通過進線孔7接入 輸入的進線端子，再從出線孔6將輸出端子引出單相負載線到照明設備上即可。 通過按鍵5輸入所要求設定的參數，並在顯示屏4上直觀的顯現出來，設定完畢 後，合上三相空氣開關9，機箱1上的指示燈8顯示出綠色，表示系統上電開始運行，工作電 源板10的電源建立後，系統監控單元11開始運行，並檢測輸入的電壓、輸出負載的電流、輸 出的電壓等參數，並與系統設定的參數進行比較，決定單相繼電器板15的動作方向，單相 繼電器板15按要求動作後，單相功率變換器12開始運行，在系統監控單元11的控制下，輸 出所需的電壓到單相變壓器16的原邊，副邊電壓與輸入電壓疊加後得到輸出電壓。 在運行過程中，遇到負載的增加、負載空載、人工直接幹預等都將通過調節單相功 率變換器12輸出的電壓來完成，同時在顯示屏4顯示出相關的運行參數或設置參數，在自 動程序運行狀態下，系統將按預先編制好的程序運行節能輸出電壓，非常的直觀方便。 根據上述技術方案，本領域的技術人員根據實際需要，還可設計出更多不同結構 形式的，但上述實施例僅為說明本實用新型而列舉，並非用於限制本實用新型，任何基於本 技術方案所變換的等同效果的結構，均屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求一種智能無級有載功率控制器，包括機箱，其特徵在於所述的機箱內部設置有電子電路單元、系統監控單元以及工作電源板，其中電子電路單元包括三相空氣開關、電壓浪湧吸收器、以及至少一個單相變壓器，其單相變壓器分別與單相功率變換器、變換器輸出濾波器、單相繼電器板相連接，系統監控單元包括單片機接口控制模塊、邏輯控制模塊、信號檢測模塊、信號處理模塊，工作電源板包括兩塊集成晶片及兩個開關變壓器。
2.根據權利要求1所述的智能無級有載功率控制器，其特徵在於所述的機箱上設有 帶門把手的機箱外殼門，機箱的正面或後面或側面或頂面或底面設置有通信接口、出線孔 以及進線孔。
3.根據權利要求1所述的智能無級有載功率控制器，其特徵在於所述的機箱正面設 置有顯示屏及按鍵，在顯示屏的旁側設置有至少一個指示燈。
4.根據權利要求1所述的智能無級有載功率控制器，其特徵在於所述的單相功率變 換器由兩塊PCB板和一個管狀散熱器所構成。
5.根據權利要求1所述的智能無級有載功率控制器，其特徵在於所述的變換器輸出 濾波器為由電感和電容所組成的LC 二階濾波器。
6.根據權利要求1所述的智能無級有載功率控制器，其特徵在於所述的單相繼電器 板上安裝有至少兩個繼電器。
專利摘要本實用新型提供一種智能無級有載功率控制器，包括機箱以及設置在機箱內部的電子電路單元、系統監控單元、工作電源板，電子電路單元包括三相空氣開關、電壓浪湧吸收器以及與單相功率變換器、變換器輸出濾波器、單相繼電器板相連接的單相變壓器，系統監控單元包括單片機接口控制模塊、邏輯控制模塊、信號檢測模塊、信號處理模塊，通過這樣的設計，可實現輸出的電壓連續變化，實現在運行過程中的降壓和升壓，無需改變用戶的用電操作習慣，解決了現有技術中所存在的負載突增及衝擊，發熱及損耗嚴重，甚至會造成短路或燒毀等情況，整體效率利用不高等技術問題，具有運行穩定，可靠性強，操作方便，效率利用率高等優點，可大面積推廣及應用。
文檔編號H05B37/02GK201550333SQ20092026252
公開日2010年8月11日 申請日期2009年11月11日 優先權日2009年11月11日
發明者梁志力, 王歸新, 趙平 申請人:廣州致控節能科技有限公司