无铁芯交流稳压器制造技术

无铁芯交流稳压器整机没有工频电感和电解电容，全部采用半导体电子器件，其交流稳压完全源于电子电路功能，因此功率因数为１，而总谐波畸变ＴＨＤ为零，由于没有工频电感，免除了因工频电感而产生的所有缺点．无铁芯交流稳压器电路简单，主功率器件工作在工频范围，整机开关损耗和射频干扰极小，平均无故障时间大大增加，其成本、体积、重量、功耗都是传统交流稳压器的十分之一，既节能环保，又安全可靠。（*该技术在2020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器。
技术介绍
对于直流电压，有线性稳压电源，用电路功能，对直流电压直接进行稳定，但对交 流电压而言，却找不到相应的电路功能，可以对交流电压直接进行稳定，要想稳定交流电 压，必须借助工频电感(即铁芯)才能完成。目前流行的交流稳压器，都借助铁芯电感完成，统称为传统交流稳压器，计有以下 几种1)参数调整(谐振)型交流稳压电源，是利用电路非线性元器件对电路中的电压 和电流进行调整，从而实现输出电压的稳定。该类交流稳压电源具有电路简单、稳定精度 高、抗干扰性强和输入电压范围宽等优点，但存在输出波形THD高、电路元器件对工作频率 非常敏感、输入功率因数很低、输出容量难以做大、无电气隔离等缺陷。2)自耦(变比)调整型交流稳压器，是以自耦变压(调压)器为基础实现稳压功 能的。该类交流稳压器具有电路简单、输入电压范围宽等优点，但存在输出波形THD高、稳 压精度较低、体积重量大等缺陷。3)大功率补偿型交流稳压电源，是把线性变压器串联在输入端和输出端的主电路 中，控制该变压器初级电压的大小和极性，利用其次级电压对输入电压进行补偿，从而实现 输出电压的稳定。该类交流稳压器具有输出容量大、对电网适应能力好、效率高等优点，但 存在输出波形THD高、输出与输入无电气隔离、动态性能差等缺陷。4)开关型交流稳压电源，将输入电网电压整流后得到脉动直流电压，然后通过高 频PWM技术逆变为交流电压，再经过相位跟踪和转换电路后获得与输入侧同频同相的补偿 电压，加在输入与输出之间，从而实现输出电压的稳定。开关型交流稳压电源，具有稳压性 能好、控制功能强、电路偏复杂、价格较高等特点。新颖的Buck-Boost型正弦交流稳压器，由输入周波变换器、高频储能式变压 器、输出周波变换器以及输入、输出滤波器构成，能够将一种不稳定的劣质交流电变换成另 一种同频、稳定的优质正弦交流电，美中不足的是，全部功率必须经过两级功率变换。交流 稳压器，顾名思义，只是对原来的交流电压进行稳压而已。如果把整个交流电压的全部功 率重新进行SPWM变换，然后输出正弦波电压，那不是交流稳压器，而是功率变换器，是逆变 器，那成本就高得太多了。采用PWM高频逆变器的补偿式交流稳压器，既可以补偿市电电压的高低变化， 也可以补偿谐波和闪变等，对于三相稳压电源还可以补偿三相电压的不对称，从而有效地 提高了电能质量。这种交流稳压器只对补偿部份的功率进行变换，与上述Buck-Boost型 正弦交流稳压器相比，是一种很大的进步，但交流电压的产生，同步，同相，在交流稳压器之 外，凭空多出逆变器或者不间断电源的全部电路，整机变得过于复杂，故障率自然就高。
技术实现思路
无铁芯交流稳压器整机没有工频电感和电解电容，全部采用半导体电子器件，其 交流稳压完全源于电子电路功能，因此功率因数为1，而总谐波畸变THD为零，由于没有工 频电感，免除了因工频电感而产生的所有缺点.无铁芯交流稳压器电路简单，主功率器件 工作在工频范围，整机开关损耗和射频干扰极小，平均无故障时间大大增加，其成本、体积、 重量、功耗都是传统交流稳压器的十分之一，既节能环保，又安全可靠。1)市电电压过高时，进行电压稳定，多余电能要反馈；2)市电电压过低时，能进行电压补偿；3)整机效率高，能改善输入市电波形。无铁芯交流稳压器，不包括工频电感，由电压补偿电路和电压切割电路并联组成。电压补偿电路由MOS管Q3、Q6、变压器TXl和动态整流电路组成，变压器TXl原边 的同名端接输入电压的火线，输入电压的零线接地，变压器TXl原边的异名端同时接二极 管D3的阳极和二极管D4的阴极，MOS管Q3的漏极接二极管D3的阴极，其源极接地，其栅 极通过驱动信号V4接地，MOS管Q6的漏极接二极管D4的阳极，其源极接地，其栅极通过驱 动信号V7接地，变压器TXl付边的两端接电阻Rl和电容Cl，同时接动态整流电路的输入端 点INI、IN2，动态整流电路的输出端点0UT2接变压器TXl原边的同名端，动态整流电路的 输出端点OUTl接输出端点Voc。电压切割电路由MOS管Q3、Q4、Q5、Q8、变压器TXl和动态整流电路组成，变压器 TXl原边的同名端接输入电压Vi的火线，输入电压Vi的零线接地，变压器TXl原边的异名 端同时接二极管D4的阳极和二极管D6的阴极；MOS管Q5的漏极接二极管D4的阴极，MOS 管Q8的漏极接二极管D6的阳极，它们的栅极同时接电阻R5的一端，它们的源极同时接电 阻R6的一端，电阻R5、R6的另一端同时接地；变压器TXl付边的两端接电阻Rl和电容Cl， 同时接动态整流电路的输入端点INl、IN2，动态整流电路的输出端点0UT2接地，动态整流 电路的输出端点OUTl接输出端点Voa ；电阻R2的一端同时接二极管D3的阳极和二极管D5 的阴极，另一端通过电源V8接地；MOS管Q3的漏极接二极管D3的阴极，MOS管Q4的漏极接 二极管D5的阳极，它们的源极同时接电阻R5的一端，它们的栅极分别通过驱动信号V4、V7 接电阻R5的一端。动态整流电路由MOS管和二极管组成，二极管Dl、D2的阴极、MOS管Ql、Q2的漏极、 电容C3的一端、电阻R3的一端都接在一起，二极管D7、D8的阳极、MOS管Q6、Q7的源极、电 容C3的另一端、电阻R3的另一端都接在一起，二极管Dl的阳极和二极管D7的阴极接在一 起，构成动态整流电路的输入端点IN1，二极管D2的阳极和二极管D8的阴极接在一起，构成 动态整流电路的输入端点IN2，MOS管Ql的源极接MOS管Q6的漏极，构成动态整流电路的 输出端点0UT1，M0S管Q2的源极接MOS管Q7的漏极，构成动态整流电路的输出端点0UT2， 电容C2和电阻R4夸接在MOSQl、Q2管的源极之间。附图说明图1，无铁芯交流稳压器主电路框图；图2，电压补偿电路原理图；图3，电压补偿电路各点电压仿真波形；图4，电压切割电路原理图；图5，电压切割电路各点电压仿真波形；图6，无铁芯交流稳压器原理电路及其仿真波形；图7，无铁芯交流稳压器实际电路；图8，输入电压整形原理波形。图1是主电路图，无铁芯交流稳压器不包括工频电感，整机由电压补偿电路1和电 压切割电路2并联组成。图2的电压补偿电路，由MOS管Q3、Q6、变压器TXl等和动态整流电路3组成，变 压器TXl原边的同名端接输入电压Vi的火线，输入电压Vi的零线接地，变压器TXl原边的 异名端同时接二极管D3的阳极和二极管D4的阴极，MOS管Q3的漏极接二极管D3的阴极， 其源极接地，其栅极通过驱动信号V4接地，MOS管Q6的漏极接二极管D4的阴极，其源极接 地，其栅极通过驱动信号V7接地，变压器TXl付边的两端接电阻Rl和电容Cl，同时接动态 整流电路3的输入端点IN1、IN2，动态整流电路3的输出端点0UT2接变压器TXl原边的同 名端，动态整流电路3的输出端点OUTl接输出端点Voc。当输入电压V3过低时，电压补偿电路产生适当的补偿电压，迭加在输入电压Vi之 上，使得输出电压Voc在额定范围之内。加在Q3、Q6栅极的信号电压是高频方波，当正半 周时，市电经过变压器的原边、二极管D3、MOS管Q3形成通道，在TXl的付边产生包络为正 弦波的双边本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交流稳压器，不包括工频电感，其特征是：整机由电压补偿电路（１）和电压切割电路（２）并联组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郁百超，
申请(专利权)人：郁百超，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]