电容变流整流和可控整流电路制造技术

本发明专利技术由交流电源，电容，整流和可控整流器件及其触发控制电路组成，能够不用电流变压器获得低于或高于电源电压的大功率倍流和倍压的直流电源，获得低压直流电源时，能够达到电源电压降低几倍，输出直流增大几倍的固定和可调直流电源。获得高于电源电压时，能获得较大的直流输出电流。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力电子科学电源基础电路。本专利技术人专利技术的桥全可控整流电路(专利号CN87105504.X)和桥半(全)整流电路(专利公开号CN1045007A)、它们是有电源变压器新的整流电路，对提高现有带变压器整流电路的功率因数和控制精度，减少变压器损耗，减少谐波，增大低电压输出电流和功率都起了很好的作用。本专利技术是要利用电容充电储能和放电放能的特性来提高现有无变压器升压电路和降压电路的输出功率，输出直流电流和功率因数。无变压器整流电路(包括可控整流电路)按照输出最高直流电压的高低分为低于电源电压的降压整流电路，等于电源电压的直接电源整流电路，高于电源电压的升压整流电路三种类型。现今用交流电容降压的整流电路，其内阻很高，功率因数低，其输出直流电流不可能随输出电压的降低而成倍地增大，这是由于它们的直流输出电路是和交流输入电路相串联的，现有可控整流电路，也不可能使电流增加。是否存在有输出电压降低几倍，输出电流能增加几倍的降压倍流整流电路呢？这是电力电子科学
内需要研究的极其重大的基础应用理论研究课题之一。现今的电容倍压升压整流电路只有半波倍压和全波倍压两种类型，它们在多次倍压时内阻大，即使在输出电压接近电源电压时，最大输出电流还要受到倍压电容容量所限制，是否存在着允许输出电流较大，内阻较低的其它电容升压倍压整流电路？是否存在有桥式电容倍压整流电路？这也是电源整流电路另一个重要的研究课题之一。本专利技术的目的是要专利技术电容降压倍流整流电路和桥式电容升压倍压整流电路。前者利用电源正或负半周先对多个电容进行串联充电，充电之后再在另一半周将电源隔离，同时使所有充好电的电容在同一时间对输出两个直流端并联放电而获得降压倍流的直流电，后者利用电源的正和负半周分别对两个电容充电，再利用电源电压和电容上电压相叠加的方法而获得桥式升压倍压直流电。本农明提供一种获得低于电源电压的电容降压倍流整流和可控整流电路的工作方法，其方法的特征在于使用几个电容，它们各自通过整流和可控器件相串联充电，每个电容上获得电源电压的 1/(n) ，在充电结束后，电源进入另一半个周或低于所要求输出的电压后，触发或控制可控器件开通，使已充好电的全部电容都通过可控器件和各自的整流器件放电回路同时向输出两端放电，从而输出两端就可得到 1/(n) 的电源充电电压和n倍电源充电电流值。这种通过整流和可控整流器件使电容串联充电并联放电提供输出电压和电流的方法，可以使用廉价的电解电容，能够达到将电源整流电压降低n倍，而使输出电流增加n倍的目的，能够起到有电源变压器整流电路相同的作用，它大大提高了现有降压整流电路的输出电流和功率因数，减少损耗，有广泛的应用价值。本专利技术提供一种桥式电容升压倍压整流电路，使用方法特征在于提供输出电压等于电源电压部分由电源直接整流提供，在高于电源电压部分由偶数个电容倍压提供，这种倍压电路，其电路结构类似于整流桥，有较低内阻，较大输出电流和功率，它在接近电源电压输出时，输出电流不会受倍压电容容量的限制，可由电源直接整流输出强大的电流和功率，因此它是现有倍压整流电路和电源直接整流电路两者创造性相结合在一起的结果。GQS电容变流整流电路与电源直接整流电路相配合，可以提供由高压到低压的各种类型的直流电源，在大功率电子、电器设备中应用可省去笨重的电源变压器，对减小设备的体积和重量以及功耗，节省大量铜材和钢材，具有很高的经济效益和社会效益。附附图说明图1、2、3和4示出四种增流三倍的单相半波降压倍流整流电路，其中附图1和2的电路对电源零线获得一个负压直流电源Uo，而附图3和4电路对电源零线获得一个正压直流电源Uo。附图1所示的电路由二极管D0～D7、电容C1～C4，可控器件KG(三极管、可控硅等)和负载R组成，其工作原理简述如下当电源上端(火线)为正，下端(零线)为负时，可控器件KG不加控制信号g而阻断，电源通过D0、C1、D1、C2、D2、C3和D3对电容C1、C2和C3进行串联充电，当它们的电容量相同时，每个电容上获得电源峰值电压的 1/3 ，当电源电压下端为正，上端为负时，KG得到信号g使其导通，此时电源已被二极管D0隔离，三个电容通过器件KG和各自的二极管回路同时向负载电阻R和滤波电容C4放电，负载电阻上可获得三倍电容充电电流，其输出电压和电流也受到KG的信号g所控制。附图2、3和4所示电路的工作原理和附图1相类似，附图2的电源充电电路是电源通过C3、D2、C2、D1、C1和D0进行串联充电。附图3的电源充电电路是电源通过D3、C3、D2、C2、D1、C1和D0进行串联充电。附图4的充电电路是电源通过D0、C1、D1、C2、D2和C3进行串联充电、所有充好电压的电容放电回路都要通过控制器件KG和各自的二极管回路向负载电阻和滤波电容放电而获得倍增加电流。为了充分利用电容的充电电流，减少降压级数，提高效率，我们还可将电源对电容串联充电的电流引到直流输出端加以利用，这在降压级数小的情况尤为重要。对于附图1和附图3的电路来说，只要将交流电源的输入零线接在二极管D7端即可，此时附图1的电源通过D0、C1、D1、C2、D2、C3、D3和C4‖R的串联充电而利用了电源对电容的充电电流，附图3的电源通过C4‖R、D3、C3、D2、C2、D1、C1和D0串联充电而利用了电源对电容的充电电流，此时它们的输出直流电压对零线的相位也就相反。输出电流增加一级，输出电压也相应降低一级。对于附图2的电路只要增加附图所示的两个相串联的二极管D8和D9，并将C3电容的正极改接在D8和D9的串联点上，D3阳极接在C4负极，D9阴极接在C4正极即可。对于附图4的电路只要增加附图所示的两个相串联的二极管D8和D9，并将C3电容的负极改接在D8和D9的串联点上，D8阴极接在C4正极，D9阳极接在C4负极即可，此时整流电压降低了，输出电流也就增加了。上述电路每增加或减小三个二极管和一个电容就可增加或减小一级，它和电容倍压整流电路相对应，一般来说可用几倍增流电路来说明其工作原理。上述电容降压倍流电路又可分可控型和不可控型两种，不可控型电路中使用的控制器件KG多数是工作在开关状态的，使导通后内阻压降很低，电容上的电立即向负载放电到与负载相等的电压。另一种是可控型电路，可控型电路可用两种方式来调节和控制输出直流电压，第一种方式是通过控制信号g来调节KG的内阻大小，从而调节电容对负载放电电流的大小，这只有使用晶体管等可变内阻器件才能做到，这种调压方式好象是周期开关的串联型直流稳压电源，由于是串联型，在低电压输出时功耗大，效率低。另一种是将二极管D，改为可控硅，用可控充电的方式来改变电容充电电压和电流大小，从而改变输出直流电流和电压，此时器件KG可以工作在开关状态，因此降压低，功耗小、效率高。附图5和6是两种半波半压电容降压倍流电路的实施例电路图，其中附图5获得对电源零线为负的半压直流电压，用晶体管BG作放电控制器件KG，实践证明使用二只100uf、300V的电解电容和3DD15F晶体三极管，可从市电220V交流电获得一个120V约1安的直流电流，其工作原理如下当电源下端为正，上端为负时，三极管BG没有信号而不导通，电源通过R‖C2，D1、C1和D0对两个电容串联充电，电容C1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容变流整流和可控整流电路，它由交流电源、二极管、电容和可控器件（包括可控硅、闸流管、晶体三极管和多极电子管）以及控制触发电路组成，其电路按相数分有：单相多相（ｍ相），按交流电源的利用分有：半波和全波，按输出电压是否可调分有：可控和不可控，按最大输出电压分有：降压倍流和桥式升压倍压，它们的共同特征是利用交流电源对电容充电储能和放电放能的方法来实现降低或提高输出直流电压，在电容倍流电路中，利用单相或多相电源的正、负半周对一组或两组的一个或多个电容串联充电（充电电流可通过输出两端的负荷，也可以不通过负载），然后通过控制各个电容放电的可控器件向负载并联放电而获得比电源吸入电流大ｎ倍的降压倍流的方法，在桥式电容升压倍压电路中，其二极管和可控硅接成单相或多相桥式电路，每一个电源的输入端接有倍压电容的一个端，这些倍压电容的另一端依次接在整流桥对边一个整流臂的结点（由二个整流器件相串联点）上，使得电容上的充电电压可与电源另一半周电压相叠加的倍压电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龚秋声，龚颖臻，蔡方英，龚颖波，
申请(专利权)人：龚秋声，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]