冗余级联智能补偿式交流稳压电源制造技术

一种由冗余稳压单元构成的，在中央微处理器智能控制下的交流稳压电源，可以根据稳压范围及可靠性的需要增、减冗余稳压单元。每个稳压单元是由：限流电路、熔断器与可控硅开关Ｓ１、Ｓ２串联后跨结于火线与Ｎ线上。Ｓ３与Ｓ４串联后跨结于Ｓ１与限流电路相联结的支路上与Ｎ线之间。变压器次级绕组３、４端分别接于输入与下一级首端。变压器初级绕组１、２端分别接于Ｓ１与Ｓ２相联结的支路上和Ｓ３与Ｓ４相联结的支路上。当发生个别稳压单元损坏时，在中央微处理器控制下其它稳压单元将顺序替补。而个别稳压单元的损坏不会导致整个稳压器的全部稳压功能的丧失。这种稳压电源可用于对可靠性要求很高的场所如：军事、铁路、航空等领域。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种交流稳压电源的供电设备，尤其是具有极高的可靠 性和智能化稳压的交流稳压电源。
技术介绍
目前，由于全球性经济的快速发展，各种精密、高档设备也随之极度的 普及与增加，如何为这些精密、高档的设备提供稳定可靠的供电电压是全球 所有稳压电源生产厂家一直在努力解决的课题。就我国上万家稳压器(注 在交流电源中稳压器与稳压电源是一回事)生产厂家而言，所生产的各种交 流稳压电源中相对比较稳定可靠的稳压电源当属'智能补偿式交流稳压电 源'，这种稳压电源相对于其它各种交流稳压电源来讲，具有快速的响应 时间、附加波形失真小、效率高等特点，然而，这种稳压电源在近十年的使 用、发展过程中，在铁路、军工、医疗或大功率方面的应用其故障率居高不 下，仅我国铁路系统而言每年因稳压器故障而引起的停车、晚点等故障几 乎使铁道部于2005年下令禁止使用这种电子稳压器，然而又找不到替代品。 如何保持这种稳压电源的优良特点而又具有极高的可靠性与稳定性是市场 及所有厂家都急待解决的问题。
技术实现思路
为了提高智能补偿式交流稳压电源的可靠性与稳定性，本技术提出 一种冗余级联智能补偿式交流稳压电源，该稳压电源因采用了内部多级独立 的稳压单元原理，每一级均采用故障与电压检测后由微处理器编程后处理， 这样不管哪一级出现故障，故障级将自动退出由冗余级替补，又由于每一级 均为独立且有完善的保护，因此，本技术彻底解决了智能补偿式交流稳 压电源的可靠性与稳定性。本技术具体实施的技术方案为由多级组成的稳压单元构成-一个稳 压系统，由微处理器编程后处理，这样构成一个稳压范围可调整的又可冗余 备份的完整的稳压器。每一个稳压单元具体实施的技术方案为 一只可根据 稳压精度设定电压值的变压器T (如稳压精度定为±3%，则次级电压应为 8.5伏，初级电压为220伏。若稳压范围要求为±20%，则稳压单元应为5 级，考虑到冗余备份，则实际稳压单元为6级)，变压器T的次级绕组3、 4 分别联结于稳压器的输入端与下一级或输出端，初级绕组1、 2分别联结于Sl与S2、 S3与S4的相联结的连结点上。限流电路S5与R并联， 一端与熔 断器串联后联结于变压器T的次级绕组与输入端相连结的支路上、另一端再 串联S1、 S2两只可控硅开关连结于稳压器主回路的N线上。熔断器故障检 测电路并联于熔断器两端。S3与S4两只可控硅开关串联后S3的另一端连 结于Sl可控硅开关与限流电路S5和R并联相连结的节点上，而S4的另一 端则连结于稳压器主回路的N线上。在变压器T的次级绕组4与下一级(或 输出端)相连结的主回路上与稳压器主回路的N线上还并有电压采样电路 B2。每个稳压单元上的各个采样信号均送入中央微处理控制器中，编程处理 后输出各路控制信号。这样的多级稳压单元逐级串联起来便构成了本实用新 型'冗余级联智能补偿式交流稳压电源'，最后一级的末端则作为整体稳压 器的输出端。本技术的稳压原理为当本稳压器的输入端接入电网后，由电压采 样电路将采样电压送入中央微处理控制器中此时， 一、如果电网电压高于稳压器所要达到的稳定电压值时，微处理 器将控制S3与S2可控硅开关导通，其结果为S3导通后将变压器T初级 的2端与限流电路(S5与R)、熔断器F串联后连结于变压器T的次级绕组 3端与输入端相连结的支路上。S2导通后将变压器T初级的1端连通于稳压 器主回路的N线上。这样，变压器初级绕组将反相连结于变压器次级既稳压 器主回路的火线与稳压器主回路的N线上。由变压器原理可知初、次级反 相串联的结果为降压状态(降压值取决于次级绕组的电压值)，由此将电网 高电压降至稳压器所要达到的稳定电压值。此时，二、如果电网电压低于稳压器所要达到的稳定电压值时，微处理 器将控制Sl与S4可控硅开关导通，其结果为Sl导通后将变压器T初级 的1端与限流电路(S5与R)、熔断器F串联后连结于变压器T的次级绕组 3端与输入端相连结的支路上。S4导通后将变压器T初级的2端连通于稳压 器主回路的N线上。这样，变压器初级绕组将同相连结于变压器次级既稳压 器主回路的火线与稳压器主回路的N线上。由变压器原理可知初、次级同 相串联的结果为升压状态(升压值同样取决于次级绕组的电压值)，由此将 电网低电压升至稳压器所要达到的稳定电压值。此时，三、如果电网电压处于稳压器所要达到的稳定电压值范围内时， 微处理器将控制S2与S4可控硅开关导通，S2与S4可控硅开关导通的结果 将使变压器T初级的1端、2端经稳压器主回路的N线短路闭合，由变压器 原理可知初级绕组短路闭合后变压器磁场消失，变压器次级将无任何电压 产生，此状态为变压器短路直通状态，此时稳压器将符合稳定电压值的电压 直通。此时，四、如果稳压单元中的任何元器件发生故障，中央微处理器将控制S2与S4导通，使变压器形成短路直通状态，使本稳压单元退出稳压调整。 当S2或S4发生故障，中央微处理器将控制S1与S3同时导通，显然S1与 S3的同时导通同样将变压器初级绕组短路而使本稳压单元退出稳压调整。由 电子原理及实际应用证实电力可控硅开关器件的损坏均为短路，由此可知， 即使S1、 S2、 S3、 S4均损坏，其结果是限流电路保护或熔断器熔断，此情 况等同于上述S2与S4同时导通与Sl与S3同时导通状态，最终是使变压器 初级绕组处于短路状态、次级直通而使本稳压单元退出稳压调整。而任一稳 压单元的损坏均对上、下级不构成任何影响。综上所述，中央微处理控制器将根据外电网的高、低电压值，自动控制 稳压、升压与直通的级数以达到稳压的目的。本技术的有益效果是，每个稳压单元均是在中央微处理控制器统一 控制下的独立单元，具有独立稳压的功能，且具有完善的自身保护功能，而 每个稳压单元的损坏并不影响其它各单元。这样的稳压单元可以在中央微处 理控制器统一控制下随稳压范围的要求进行多级的组合直至增加冗余备份 单元。附图说明以下结合附图对本技术进一步说明。图3是本技术的稳压单元图。图l、 2是冗余级联智能补偿式交流稳压电源总原理图。图3中T.为变压器，F.为熔断器，S5可控硅开关与电阻R构成限流电 路，S1.S2.S3.S4.为可控硅开关，B1.为熔断器故障检测电路,B2.为电压采样电 路。图l、 2中的CPU-BD为含有中央微处理器的控制电路总板。具体实施方式在图3中，熔断器F —端连结于输入火线与变压器1端的节点上，另一 端与S5可控硅开关、电阻R构成的限流电路再与可控硅开关S1、 S2串联， S2另一端则连结于稳压器主回路N线上。可控硅开关S3与S4串联后，S3 一端连结于可控硅开关Sl与S5可控硅开关、电阻R构成的限流电路相联结 的节点上，S4—端连结于稳压器主回路的N线上。变压器T次级绕组3端 与输入火线连结，4端与下一级相联结(注最后一级为输出端)。变压器T 初级绕组1端连结于可控硅开关Sl与S2相联结的节点上，变压器T初级绕 组2端连结于可控硅开关S3与S4相联结的节点上。电压采样电路B2 —端 连结于变压器T次级绕组4端与下一级或(最后一级)输出端相联结的主回 路上，另一端连结于稳压器主回路的N线上。当外电网电压高于稳压器所要达到的稳定电压值时，微处理器将控制S2 与S3可控硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冗余级联智能补偿式交流稳压电源，其特征是：可以设有一级或几级冗余备份稳压单元，在中央微处理控制器控制下完成可定稳压精度和稳压范围的稳压电源。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张云和，
申请(专利权)人：张云和，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]