分区自耦补偿交流稳压器制造技术

一种分区自耦补偿交流稳压器，包括自耦补偿式主电路、采样比较单元、延时保护单元、触发选通控制单元、触发单元、检错判别单元、保护驱动单元，自耦补偿式主电路包括补偿变压器、自耦变压器、晶闸管开关组和继电器保护开关。采样比较单元对交流电源电压进行电压采样，输出触发选通控制值；触发选通控制单元依据延迟后的触发选通控制值输出触发控制信号且由触发单元控制晶闸管开关组中双向晶闸管的通断。所述分区自耦补偿交流稳压器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启动/停止对晶闸管开关组的保护，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，使工作更加稳定、可靠。

【技术实现步骤摘要】
分区自耦补偿交流稳压器
本专利技术涉及电源
，尤其是一种分区自耦补偿交流稳压器。
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，本专利技术提供了一种分区自耦补偿交流稳压器，包括自耦补偿式主电路、采样比较单元、延时保护单元、触发选通控制单元、触发单元、检错判别单元、保护驱动单元。自耦补偿式主电路包括补偿变压器、自耦变压器、晶闸管开关组和继电器保护开关。采样比较单元对交流电源电压进行电压采样，输出触发选通控制值；延时保护单元输入触发选通控制值，输出延迟后的触发选通控制值和不触发区控制信号；触发选通控制单元输入延迟后的触发选通控制值，输出触发控制信号；触发单元根据输入的触发控制信号，控制晶闸管开关组中双向晶闸管的通断；检错判别单元输入延迟后的触发选通控制值并判别其是否有效，输出触发选通控制值判别信号；保护驱动单元依据触发选通控制值是否有效、即依据触发选通控制值判别信号是否有效来启动/停止对晶闸管开关组的保护，同时依据触发选通控制值是否有效和不触发区控制信号是否有效来控制触发单元的供电电源。触发选通控制值为M位二进制值；检错判别单元判别输入的触发选通控制值是否有效的依据是，触发选通控制值的M位二进制值中，有且只有一位有效时，触发选通控制值有效；否则，触发选通控制值无效；所述M为大于等于2的整数。触发选通控制值中的位为1有效，为0无效，即触发选通控制值信号中的高电平有效，低电平无效；或者是，触发选通控制值中的位为0有效，为1无效，即触发选通控制值信号中的低电平有效，高电平无效；共有M个触发选通控制值有效。采样比较单元将交流电源电压波动区间范围的电压分成M个电压等级区间，输出的M个有效的触发选通控制值与M个电压等级区间一一对应。采样比较单元包括交流电源电压采样电路和多区间电压比较器电路，交流电源电压采样电路将交流电源电压有效值转换为交流电源电压采样值；多区间电压比较器电路的输入电压为交流电源电压采样值，将交流电源电压采样值与M-1个阈值电压进行比较，得到M位比较输出值，M位比较输出值构成触发选通控制值。多区间电压比较器电路包括M-1个比较器，将输入电压与M-1个不同的阈值电压进行比较，输出M位比较输出值；M-1个比较器均采用正单电源供电。M-1个不同的阈值电压分别连接至M-1个比较器的反相输入端，输入电压同时连接至M-1个比较器的同相输入端。多区间电压比较器输出的M位比较输出值高电平有效，M位比较输出值中有且只有一位输出值有效。M-1个比较器中，阈值电压最高的比较器直接采用正单电源进行供电，其他比较器均采用可控电源进行供电；比较器采用可控电源供电时，只有在所有阈值电压比其高的比较器全部输出低电平时，可控电源向其正电源端进行供电，否则可控电源停止向其正电源端进行供电。比较器采用可控电源供电且可控电源停止向其正电源端进行供电时，输出低电平。M位比较输出值由M-1个比较器的输出值和最低区间判断值组成；当M-1个比较器的输出值全部为低电平时，最低区间判断值为高电平，否则，最低区间判断值为低电平。M-1个不同的阈值电压分别为M个区间电压的M-1个中间分隔电压值。多区间电压比较器电路或者是包括M个比较器，将输入电压与M个不同的阈值电压进行比较，输出M位比较输出值；M个比较器均采用正单电源供电。M个不同的阈值电压分别连接至M个比较器的反相输入端，输入电压同时连接至M个比较器的同相输入端。多区间电压比较器输出的M位比较输出值高电平有效，M位比较输出值中有且只有一位输出值有效。M个比较器中，阈值电压最高的比较器直接采用正单电源进行供电，其他比较器均采用可控电源进行供电；比较器采用可控电源供电时，只有在所有阈值电压比其高的比较器全部输出低电平时，可控电源向其正电源端进行供电，否则可控电源停止向其正电源端进行供电。比较器采用可控电源供电且可控电源停止向其正电源端进行供电时，输出低电平。M位比较输出值由M个比较器的输出值组成。M个不同的阈值电压分别为M个区间电压的区间电压最低值。比较器采用可控电源供电时，输出端接有下拉电阻，只有在所有阈值电压比其高的比较器全部输出低电平时，可控电源向其正电源端进行供电，否则可控电源停止向其正电源端进行供电。采用或非门实现比较器可控电源供电功能，比较器的正电源端连接至或非门的输出端，或非门的输入端分别连接至所有阈值电压比其高的比较器的输出端。多区间电压比较器电路中的比较器均优选采用单电源供电的低功耗轨到轨运放。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，不同的电压补偿状态由主电路晶闸管开关组中晶闸管不同的通断组合状态控制；触发选通控制值控制晶闸管开关组中晶闸管的通断组合状态；晶闸管开关组中晶闸管的通断组合状态控制选择自耦变压器多个输出电压中的0个，或者是1个，或者是多个电压叠加，作为补偿变压器的励磁线圈电压，实现与电压等级区间对应的电压补偿状态。触发选通控制单元包括二极管触发选通矩阵；触发选通控制单元依据有效的触发选通控制值，由二极管触发选通矩阵选择并使相应的触发控制信号有效，控制主电路晶闸管开关组中晶闸管的通断组合状态。晶闸管开关组中共有N个晶闸管；二极管触发选通矩阵包括M根触发选通控制列线、N根触发驱动行线和多个二极管；M根触发选通控制列线与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列线信号有效；N根触发驱动行线与N个晶闸管一一对应，一根触发驱动行线信号有效对应使一个晶闸管的触发控制信号有效；触发控制信号有效使相应的晶闸管导通。所述N为大于等于4的整数。每根触发选通控制列线信号有效时，对应一个晶闸管开关组中晶闸管的通断组合状态；在每根触发选通控制列线与该有列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行线之间均设置二极管进行连接，当某根触发选通控制列线信号有效时，由二极管使需要控制晶闸管导通的触发驱动行线信号有效。一根触发驱动行线信号有效对应使一个晶闸管的触发控制信号有效的方法是，N根触发驱动行线信号一一对应直接作为N个晶闸管的触发控制信号；一根触发驱动行线信号有效对应使一个晶闸管的触发控制信号有效的方法或者是，所述触发选通控制单元还包括触发控制信号驱动电路；触发控制信号驱动电路的输入为N根触发驱动行线的信号，输出为一一对应的N个晶闸管的触发控制信号。在电压等级区间发生变化导致触发选通控制值发生改变，需要切换晶闸管开关组中晶闸管的通断组合状态时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分区自耦补偿交流稳压器，其特征在于：包括自耦补偿式主电路、采样比较单元、延时保护单元、触发选通控制单元、触发单元、检错判别单元、保护驱动单元；自耦补偿式主电路包括补偿变压器、自耦变压器、晶闸管开关组和继电器保护开关；采样比较单元对交流电源电压进行电压采样，输出触发选通控制值；延时保护单元输入触发选通控制值，输出延迟后的触发选通控制值和不触发区控制信号；触发选通控制单元输入延迟后的触发选通控制值，输出触发控制信号；触发单元根据输入的触发控制信号，控制晶闸管开关组中晶闸管的通断；检错判别单元判别输入的触发选通控制值是否有效；保护驱动单元依据触发选通控制值是否有效来停止/启动对晶闸管开关组的保护，同时依据触发选通控制值是否有效和不触发区控制信号是否有效来控制触发单元的供电电源。

【技术特征摘要】
1.一种分区自耦补偿交流稳压器，其特征在于：包括自耦补偿式主电路、采样比较单元、延时保护单元、触发选通控制单元、触发单元、检错判别单元、保护驱动单元；自耦补偿式主电路包括补偿变压器、自耦变压器、晶闸管开关组和继电器保护开关；采样比较单元对交流电源电压进行电压采样，输出触发选通控制值；延时保护单元输入触发选通控制值，输出延迟后的触发选通控制值和不触发区控制信号；触发选通控制单元输入延迟后的触发选通控制值，输出触发控制信号；触发单元根据输入的触发控制信号，控制晶闸管开关组中晶闸管的通断；检错判别单元判别输入的触发选通控制值是否有效；保护驱动单元依据触发选通控制值是否有效来停止/启动对晶闸管开关组的保护，同时依据触发选通控制值是否有效和不触发区控制信号是否有效来控制触发单元的供电电源。2.根据权利要求1所述的分区自耦补偿交流稳压器，其特征在于：触发选通控制值为M位二进制值；检错判别单元判别输入的触发选通控制值是否有效的依据是，触发选通控制值的M位二进制值中，有且只有一位有效时，触发选通控制值有效；否则，触发选通控制值无效；所述M为大于等于2的整数。3.根据权利要求2所述的分区自耦补偿交流稳压器，其特征在于：将交流电源电压波动区间范围的电压分成M个电压等级区间，M个电压等级区间与M个触发选通控制值一一对应。4.根据权利要求3所述的分区自耦补偿交流稳压器，其特征在于：每个电压等级区间对应一个电压补偿状态，不同的电压补偿状态由晶闸管开关组中晶闸管不同的通断组合状态控制；触发选通控制单元依据触发选通控制值，由二极管触发选通矩阵选择并使相应的触发控制信号有效，控制晶闸管开关组中晶闸管的通断组合状态。5.根据权利要求4所述的分区自耦补偿交流稳压器，其特征在于：晶闸管开关组中共有N个晶闸管；二极管触发选通矩阵包括M根触发选通控制列线、N根触发驱动行线和多个二极管；M根触发选通控制列线与M位...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨兴果，凌云，陈刚，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43