一种电子式升压电力变压器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电子式升压电力变压器，包括整流电路、逆变电路、逆变电路的控制部分、中高频变压器，所述整流电路为单相全桥整流电路，单相全桥整流电路的输出端同时与两组单相桥式逆变电路的输入端连接，两组单相桥式逆变电路的输出端分别接到第一中高频变压器T1和第二中高频变压器T2的原边，两个中高频变压器的副边串联后作为的输出端；所述逆变电路的控制部分的控制信号在交流电源正弦波的正半周和负半周分别输出两组互补的控制信号。在所述的单相全桥整流电路的输入端和两个中高频变压器的副边串联后的输出端连接滤波器。本实用新型专利技术两组互补的逆变电路，能在变压器的副边生成完整的正弦波。体积、重量和损耗减小，成本低，运行可靠性高。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电力电子
，特别是一种电子式升压电力变压器。
技术介绍
电力变压器广泛应用于输配电及生产生活的各种场合，其中工频变压器占绝大多数。传统的工频变压器通常采用铁芯油浸式，具有制作工艺简单、可靠性高等优点。但它也存在一些明显的缺点体积大、重量重、成本高、空载损耗较高。新出现的电子式电力变压器功能强，控制灵活，供电电能品质好，可以较好解决这些问题。不过，由于目前大功率电力电子器件耐压和通流能力的限制，已经提出的一些电子式电力变压器拓扑结构形式，实现环节较多，控制较复杂，成本较高。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种结构简单的电子式升压电力变压器，可适用于生产生活的各种场合，并具有体积小、重量轻、成本低廉、控制简单等优点。本技术的技术方案是本技术的电子式升压电力变压器包括整流电路、 逆变电路、逆变电路的控制部分、中高频变压器，其特征在于所述整流电路为单相全桥整流电路，单相全桥整流电路的输出端同时与两组单相桥式逆变电路的输入端连接，两组单相桥式逆变电路的输出端分别接到第一中高频变压器Tl和第二中高频变压器T2的原边， 第一中高频变压器Tl和第二中高频变压器T2的副边串联后作为的输出端；所述逆变电路的控制部分的控制信号在交流电源正弦波的正半周和负半周分别输出两组互补的控制信号。在所述的单相全桥整流电路的输入端连接由第一电容Cl与第一电感Ll组成的LC 低压滤波器。在所述的第一中高频变压器Tl和第二中高频变压器T2的副边串联后的输出端连接由第二电容C2与第二电感L2组成的LC高压滤波器。本技术的有益效果是本技术所有的开关器件均在低压侧，系统的成本较低，变压器采用中高频变压器(如工作频率为IOkHz IOOkHz (与选用的电力电子开关器件所允许工作的开关频率有关)，其体积、重量及和损耗都比工频变压器大为降低。本技术使用拓扑的电子式升压电力变压器，具有宽广的功率和电压等级范围。该升压变压器可适用于生产生活多种应用场合，是一种成本较低、结构较简单和容易实现的电子式升压电力变压器，有利于推广应用。附图说明图1是本技术的电子式升压电力变压器的电原理图；图2是AC输入的电压波形图；图3是整流桥后的电压波形图；图4是第一逆变电路输出的电压波形图；图5是第二逆变电路输出的电压波形图；图6是第一中高频变压器Tl在交流电负半周的电压波形图；图7是第二中高频变压器T2在交流电负半周的电压波形图；图8是两个中高频变压器副边串联后的输出电压波形图；图9是三相三线制实施例；图10是三相四线制实施例；图11是电子式电力变压器应用实例图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。如图1所示，虚线框内1是所述电子式升压电力变压器部分，包括由四个二极管 DU D2、D3、D4组成的单相全桥整流电路，单相全桥整流电路的输出端同时与两组单相桥式逆变电路的输入端连接，两组单相桥式逆变电路是互补的逆变电路，第一单相桥式逆变电路由开关器件Si、S2, S3、S4组成，第二单相桥式逆变电路由开关器件S5、S6、S7、S8组成。开关器件可采用MOSFET、IGBT等。两组逆变电路的输出端分别接到第一中高频变压器Tl和第二中高频变压器T2的原边，两个中高频变压器的副边串联后作为的输出端；所述逆变电路的控制部分K的控制信号在交流电源正弦波的正半周和负半周分别输出两组互补的控制信号，使两组单相桥式逆变电路输出的波形互补，从而在变压器副边串联后形成完整的正弦波输出给负载R。在所述的单相全桥整流电路的输入端连接由第一电容Cl与第一电感Ll组成的LC 滤波器。在所述的两个中高频变压器的副边串联后的输出端连接由第二电容C2与第二电感L2组成的LC滤波器。下面结合波形图说明本技术的工作原理图2是AC输入的波形图，图3是整流桥后的波形图；图4是第一逆变电路输出的波形图，图5是第二逆变电路输出的波形图两组逆变电路的控制方法为在交流电源AC的正半周，S4^S8为常开，S1^S2的状态与S5、&的状态互补，即S1A2的状态为开、关(如图4)，则S5A6的状态为关、开(如图5)，两个波形互补。 此时，在第一中高频变压器Tl和第二中高频变压器T2的原边分别是图4、图5的波形。在交流电源AC的负半周则换成，S2, S6为常开，S3、S4的状态与S7、S8的状态互补， 即S3^的状态为开、关(如图6)，则S7A8的状态为关、开(如图7)。而此时，在第一中高频变压器Tl和第二中高频变压器T2的原边的波形则是图4、图5波形的反向，如图6、图7。图8是两个中高频变压器副边串联连后的输出电压波形图由于两组逆变电路输出电压互补，两个变压器副边的电压波形也正好互补。这样， 将两个变压器副边串联后的输出的电压为完整的正弦波。本技术的逆变电路的控制部分可在交流电源正弦波的正半周和负半周分别生成两组互补的控制信号，使两组逆变电路输出的波形互补，从而在变压器副边串联后形成完整的正弦波。本技术既可为单相，也可由三个单相构成三相三线制系统和三相四线制系统。图9是三相三线制实施例，图10是三相四线制实施例T是变压器，只显示原边部分，1代表图1中虚框部分，即本技术的单相实施技术方案部分。下面对本技术具体实施举例。图11是电子式电力变压器应用实例图由电子式升压电力变压器产生的正弦波通过倍压整流电路供给微波炉磁控管。图中，AC输入为单相220V/50Hz，系统功率为1000W。Sl S8选取MOSFET作为电力电子开关器件，选取600V/20A左右的M0SFET，开关频率选择IOOkHz。两个变压器Tl、 Τ2选取IOOkHz的中高频变压器，副边有两组绕组，变比分别为220 3. 3及220 2100。 两个变压器的两组副边绕组分别串联后，生成有效值为3. 3V和2100V的完整正弦波。其中 3. 3V供给灯丝，而2100V经过倍压整流电路后，变成4200V直流电压供给磁控管CKG。电容器C和二极管D分别起隔直和续流作用。本技术不局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本技术公开的内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本技术，因此，凡是采用本技术的设计结构和思路的，做一些简单的变化或更改的设计，都属于本技术保护的范围。权利要求1.一种电子式升压电力变压器，包括整流电路、逆变电路、逆变电路的控制部分、中高频变压器，其特征在于所述整流电路为单相全桥整流电路，单相全桥整流电路的输出端同时与两组单相桥式逆变电路的输入端连接，两组单相桥式逆变电路的输出端分别接到第一中高频变压器Tl和第二中高频变压器T2的原边，第一中高频变压器Tl和第二中高频变压器T2的副边串联后作为的输出端；所述逆变电路的控制部分的控制信号在交流电源正弦波的正半周和负半周分别输出两组互补的控制信号。2.根据权利要求1所述的电子式升压电力变压器，其特征在于在所述的单相全桥整流电路的输入端连接由第一电容Cl与第一电感Ll组成的LC滤波器。3.根据权利要求1或2所述的电子式升压电力变压器，其特征在于在所述的第一中高频变压器Tl和第二中高频变压器T2的副边串联后的输出端连接由第二电容C2与第二电感L2组成的LC滤波器。专利摘要本技术公开本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电子式升压电力变压器，包括整流电路、逆变电路、逆变电路的控制部分、中高频变压器，其特征在于：所述整流电路为单相全桥整流电路，单相全桥整流电路的输出端同时与两组单相桥式逆变电路的输入端连接，两组单相桥式逆变电路的输出端分别接到第一中高频变压器Ｔ１和第二中高频变压器Ｔ２的原边，第一中高频变压器Ｔ１和第二中高频变压器Ｔ２的副边串联后作为的输出端；所述逆变电路的控制部分的控制信号在交流电源正弦波的正半周和负半周分别输出两组互补的控制信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毛承雄，段余平，王丹，邱军，黄汉奇，刘荣，陆继明，赵建刚，胡舰，陈亮，张锋，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，华中科技大学，
类型：实用新型
国别省市：83