一种分区补偿式单相交流稳压器制造技术

一种分区补偿式单相交流稳压器，由模数转换编码单元、译码选通单元、延时保护单元、触发选通配置单元、触发单元、检错判别单元、保护驱动单元组成，补偿式主电路包括补偿变压器组和晶闸管桥。模数转换编码单元对交流电源电压进行采样，输出由译码选通单元译码，延迟后送至触发选通配置单元输出触发控制信号，且由触发单元控制晶闸管桥中晶闸管的通断。所述稳压器能够调整输入波动范围交流电压的分区数量，改变补偿的方式与补偿精度；在实现互锁控制的同时，还由检错判别单元和保护驱动单元依据触发选通控制值是否有效来控制触发单元的供电电源，有效地加强了针对工作过程异常的保护力度。

A Zonal Compensation Single-Phase AC Regulator

A single-phase AC regulator with zonal compensation is composed of analog-to-digital conversion coding unit, decoding switch unit, delay protection unit, trigger switch configuration unit, trigger unit, error detection discrimination unit and protection drive unit. The main circuit of compensation type includes compensation transformer group and thyristor bridge. The analog-to-digital conversion coding unit sampled the AC power supply voltage and decoded the output by the decoding gated unit. The output was delayed and sent to the trigger gated configuration unit to output the trigger control signal, and the trigger unit controlled the on-off of the thyristor in the thyristor bridge. The regulator can adjust the number of AC voltage zones in the input fluctuation range, change the compensation mode and compensation accuracy; while interlocking control is realized, the power supply of the trigger unit is effectively controlled by the error detection discrimination unit and the protection driving unit according to the trigger switch control value, which effectively strengthens the protection against abnormal working process.

【技术实现步骤摘要】
一种分区补偿式单相交流稳压器
本技术涉及电源
，尤其是一种分区补偿式单相交流稳压器。
技术介绍
现有的补偿式交流稳压器，其优点是稳压范围宽，波形几乎没有失真，整机效率高，负载适应性强。其原理是根据输入电压的高低情况，自动控制补偿变压器上初级绕组的不同绕组线圈的投切，利用初级侧工作绕组和次级绕组的变比关系，或者通过调整初级绕组上所加电压的方式，提供双向多档的电压补偿，从而实现调压稳压的目的。现有补偿式交流稳压器的不足之处是：采用电机控制碳刷移动来改变向补偿变压器励磁线圈施加不同电压时，碳刷容易磨损，经常出现故障。采用电子开关切换的方式来进行补偿变压器上初级绕组的不同绕组线圈的投切，或者调整初级绕组上所加电压时，电子开关的延迟关断容易造成电源短路故障；采用单片机、PLC等的程序方式控制电子开关切换时，程序飞跑、死机等问题也会造成稳压器失效，或者是因控制逻辑错误造成电源短路故障。
技术实现思路
为了解决现有补偿式交流稳压器所存在的问题，本技术提供了一种分区补偿式单相交流稳压器，由补偿式主电路、模数转换编码单元、译码选通单元、延时保护单元、触发选通配置单元、触发单元、检错判别单元、保护驱动单元组成。补偿式主电路包括补偿变压器组和晶闸管桥。模数转换编码单元对交流电源电压进行电压采样，输出电压等级编码值；译码选通单元输入电压等级编码值，输出触发选通控制值并送至延时保护单元；延时保护单元输出延迟后的触发选通控制值和不触发区控制信号；延迟后的触发选通控制值被送至触发选通配置单元和检错判别单元；触发选通配置单元输出触发控制信号；触发单元输入的触发控制信号，输出触发信号控制主电路晶闸管桥中双向晶闸管的通断；检错判别单元输出触发选通控制值判别信号；保护驱动单元输入触发选通控制值判别信号和不触发区控制信号，输出向触发单元供电的可控供电电源。所述电压等级编码值为4位二进制值，触发选通控制值M位二进制值；所述M大于等于2且小于等于m；m大于等于3，m的典型值为10。触发选通控制值控制晶闸管桥中晶闸管的通断组合状态；由晶闸管桥中晶闸管的通断组合状态控制选择多个补偿变压器中的1个，或者是0个，或者是多个补偿变压器来进行电压补偿，实现与电压等级区间对应的电压补偿状态；交流电源电压的每个电压等级区间对应一个电压补偿状态。当交流电源电压波动使电压等级区间发生变化，导致触发选通控制值改变，需要切换晶闸管桥中晶闸管的通断组合状态时，在其先后2种不同通断组合状态之间，维持一个不触发区时间，关断晶闸管桥中的所有晶闸管；维持一个不触发区时间由不触发区控制信号实现。控制不触发区控制信号在触发选通控制值发生改变后输出一个单脉冲；不触发区控制信号在输出单脉冲期间有效，在非输出单脉冲期间无效。进一步地，所述触发选通控制值发生改变后，不触发区控制信号中单脉冲的宽度时间在10ms至30ms之间选取。模数转换编码单元包括交流电源电压检测电路和模数转换电路；交流电源电压检测电路对输入的交流电源电压有效值进行采样，得到交流电源电压采样值；交流电源电压检测电路包括能够调节交流电源电压采样值与输入的交流电源电压有效值之间比值的下限值电位器；模数转换电路输入交流电源电压采样值，输出电压等级编码值。模数转换电路包括双积分型A/D转换器ICL7109、参考电容C13、自动调零电容C12、积分电容C11、积分电阻R11、电阻RF1、上限值电位器、晶振XT1；ICL7109的运行/保持端RUN、低字节使能端LBEN、测试端TEST接高电平，片选端CE/LOAD、模式端MODE、高字节使能端HBEN、振荡器选择端OSCSEL接低电平；晶振XT1连接至ICL7109的振荡器输入端OSCIN和振荡器输出端OSCOUT；积分电容C11、积分电阻R11、自动调零电容C12的一端连结组成积分电路，另外一端分别连接至ICL7109的积分电容端INT、缓冲器输出端BUF、自动调零电容端AZ；ICL7109的差分输入高端INHOL输入交流电源电压采样值，差分输入低端INLO连接至ICL7109的基准电压输出端REFOUT；电阻RF1、上限值电位器对ICL7109的基准电压进行分压，在上限值电位器上得到参考电压，参考电压输入至ICL7109的参考电压正输入端REFIN+和参考电压负输入端REFIN-；参考电容C13连接至ICL7109的参考电容正输入端REFCAP+和参考电容负输入端REFCAP-；ICL7109的正电源端V+连接至正电源；ICL7109的负电源端V-连接至负电源；ICL7109的数字地端和模拟地端均连接至公共地；电压等级编码值从ICL7109的最高4位输出端输出。调节上限值电位器和下限值电位器的参数值，能够将交流电源电压波动区间范围的电压调整为M个电压等级区间，输出与M个电压等级区间一一对应的M个有效的电压等级编码值。译码选通单元为四线—十六线译码器CD4514；CD4514的4位编码值输入端输入4位电压等级编码值，片选端输入低电平，锁存控制端输入高电平；CD4514的最低10位译码输出端输出译码输出值；10位译码输出值中包括M位触发选通控制值。延时保护单元由延时检测模块和不触发区控制信号产生模块组成；延时检测模块中包括10个相同的延时检测电路，每个延时检测电路对输入信号进行延迟得到延迟后的输出信号，同时对输入信号进行边沿检测，输出边沿检测信号；10个延时检测电路分别对10位译码输出值信号延迟，得到延迟后的10位译码输出值，以及对10位译码输出值进行边沿检测，得到10个边沿检测信号。延迟后的10位译码输出值中同样包括延迟后的M位触发选通控制值。不触发区控制信号产生模块包括具有10个输入信号端的或非门、10个边沿检测信号选通开关、10个下拉电阻；10个边沿检测信号分别经由10个边沿检测信号选通开关连接至或非门的10个输入端；或非门的10个输入端分别由10个下拉电阻连接至地；或非门的输出端输出不触发区控制信号。晶闸管桥中共有8个双向晶闸管；触发选通配置电路包括10根触发控制行线、8根触发驱动列线；8根触发驱动列线与8个双向晶闸管一一对应，一根触发驱动列线信号有效对应使一个双向晶闸管的触发控制信号有效；在每根触发控制行线和每根触发驱动列线的交叉位置均设置由二极管和配置开关串联组成的配置支路，配置支路的二极管阴极侧连接至触发控制行线上，阳极侧连接至触发驱动列线上；10根触发控制行线分别输入10位译码输出值。配置支路中配置开关的配置方法是，在m根触发控制行线中，选择其中的M根为触发选通控制行线；M根触发选通控制行线与M位触发选通控制值一一对应，一个有效的触发选通控制值对应使一根触发选通控制行线信号有效；每根触发选通控制行线信号有效时，对应一个晶闸管桥中晶闸管的通断组合状态；将每根触发选通控制行线与该行线信号有效时对应通断组合状态需要控制晶闸管导通的触发驱动列线之间配置支路中的配置开关配置为接通状态；将每根触发选通控制行线与该行线信号有效时对应通断组合状态需要控制晶闸管关断的触发驱动列线之间配置支路中的配置开关配置为断开状态。补偿变压器组包括3个补偿变压器，3个补偿变压器的补偿线圈依次串联在相线上；8个双向晶闸管组成包括4个晶闸管全桥电路的晶闸管桥；3个补偿变压器励磁线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分区补偿式单相交流稳压器，其特征在于：由补偿式主电路、模数转换编码单元、译码选通单元、延时保护单元、触发选通配置单元、触发单元、检错判别单元、保护驱动单元组成；补偿式主电路包括补偿变压器组和晶闸管桥；模数转换编码单元对交流电源电压进行电压采样，输出电压等级编码值；译码选通单元输入电压等级编码值，输出触发选通控制值并送至延时保护单元；延时保护单元输出延迟后的触发选通控制值和不触发区控制信号；延迟后的触发选通控制值被送至触发选通配置单元和检错判别单元；触发选通配置单元输出触发控制信号；触发单元输入的触发控制信号，输出触发信号控制主电路晶闸管桥中双向晶闸管的通断；检错判别单元输出触发选通控制值判别信号；保护驱动单元输入触发选通控制值判别信号和不触发区控制信号，输出向触发单元供电的可控供电电源；所述电压等级编码值为4位二进制值，触发选通控制值为大于等于2位且小于等于10位的二进制值。

【技术特征摘要】
1.一种分区补偿式单相交流稳压器，其特征在于：由补偿式主电路、模数转换编码单元、译码选通单元、延时保护单元、触发选通配置单元、触发单元、检错判别单元、保护驱动单元组成；补偿式主电路包括补偿变压器组和晶闸管桥；模数转换编码单元对交流电源电压进行电压采样，输出电压等级编码值；译码选通单元输入电压等级编码值，输出触发选通控制值并送至延时保护单元；延时保护单元输出延迟后的触发选通控制值和不触发区控制信号；延迟后的触发选通控制值被送至触发选通配置单元和检错判别单元；触发选通配置单元输出触发控制信号；触发单元输入的触发控制信号，输出触发信号控制主电路晶闸管桥中双向晶闸管的通断；检错判别单元输出触发选通控制值判别信号；保护驱动单元输入触发选通控制值判别信号和不触发区控制信号，输出向触发单元供电的可控供电电源；所述电压等级编码值为4位二进制值，触发选通控制值为大于等于2位且小于等于10位的二进制值。2.根据权利要求1所述的分区补偿式单相交流稳压器，其特征在于：模数转换编码单元包括交流电源电压检测电路和模数转换电路；交流电源电压检测电路对输入的交流电源电压有效值进行采样，得到交流电源电压采样值；交流电源电压检测电路包括能够调节交流电源电压采样值与输入的交流电源电压有效值之间比值的下限值电位器；模数转换电路输入交流电源电压采样值，输出电压等级编码值。3.根据权利要求2所述的分区补偿式单相交流稳压器，其特征在于：模数转换电路包括双积分型A/D转换器ICL7109、参考电容C13、自动调零电容C12、积分电容C11、积分电阻R11、电阻RF1、上限值电位器、晶振XT1；ICL7109的运行/保持端RUN、低字节使能端LBEN、测试端TEST接高电平，片选端CE/LOAD、模式端MODE、高字节使能端HBEN、振荡器选择端OSCSEL接低电平；晶振XT1连接至ICL7109的振荡器输入端OSCIN和振荡器输出端OSCOUT；积分电容C11、积分电阻R11、自动调零电容C12的一端连结组成积分电路，另外一端分别连接至ICL7109的积分电容端INT、缓冲器输出端BUF、自动调零电容端AZ；ICL7109的差分输入高端INHOL输入交流电源电压采样值，差分输入低端INLO连接至ICL7109的基准电压输出端REFOUT；电阻RF1、上限值电位器对ICL7109的基准电压进行分压，在上限值电位器上得到参考电压，参考电压输入至ICL7109的参考电压正输入端REFIN+和参考电压负输入端REFIN-；参考电容C13连接至ICL7109的参考电容正输入端REFCAP+和参考电容负输入端REFCAP-；ICL7109的正电源端V+连接至正电源；ICL7109的负电源端V-连接至负电源；ICL7109的数字地端和模拟地端均连接至公共地；电压等级编码值从ICL7109的最高4位输出端输出。4.根据权利要求3所述的分区补偿式单相交流稳...

【专利技术属性】
技术研发人员：王炜，凌云，文定都，武海华，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：新型
国别省市：湖南,43