專利名稱：超小型交流穩(wěn)壓器的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種超小型交流穩(wěn)壓器裝置，其特征是在這種交流穩(wěn)壓器中作為電壓調(diào)整部件是一個非鐵磁材料構成的交流電子變壓器，它替代了國內(nèi)外已有各種交流穩(wěn)壓器中所必須具備的鐵磁調(diào)整部件，從而使交流穩(wěn)壓器實現(xiàn)了超小型及超輕型的目的。
現(xiàn)有技術中的磁飽和穩(wěn)壓器，它是利用鐵磁元件工作在非線性狀態(tài)下而實現(xiàn)穩(wěn)壓目的，因鐵磁部件的存在，而使產(chǎn)品體大笨重。
現(xiàn)有技術中的穩(wěn)壓變壓器，也稱參數(shù)變壓器，同樣屬于鐵磁部件，因此產(chǎn)品也是體大笨重。
現(xiàn)有技術中的磁放大器式交流穩(wěn)壓器，例目前市場上占主導地位的〔614〕型交流穩(wěn)壓器，它同樣是依靠鐵磁部件來調(diào)整電壓，包括其晶體管電路控制和集成電路控制的改進產(chǎn)品，其體積，重量仍較大〔5KW達75～100kg〕。
現(xiàn)有技術中的〔MCA〕是在變壓器的獨立繞組群落中，用可控硅作組合開關，并實行微機控制的新型交流穩(wěn)壓器，因其也不能省掉鐵磁部件，故其體積與重量仍較大〔5KW達50kg〕。
超小型交流穩(wěn)壓器的實施，是通過設計了一種能取代傳統(tǒng)鐵磁式升壓變壓器的交流電子升壓器裝置的基礎上實現(xiàn)的，根據(jù)交流穩(wěn)壓器使用電壓范圍，確定升壓變壓器的升壓比時，一般在1.2－1.4的非整數(shù)倍范圍內(nèi)選取，本發(fā)明的基礎構思，即根據(jù)此情況設計了一種電學書刊中從未有過論述或報道的基礎電路〔一種非整數(shù)倍壓整流電路〕，參見附
圖1中的1A或1B即為實現(xiàn)本發(fā)明的基礎電路單元，它是由n個容量相等的電容器及若干個二極管構成的電路，參照電路〔1A〕其工作原理如下當電源輸入的下端為正半周時，電流通過二極管D1、D2、D3對n個電容器C1、C2、C3進行串聯(lián)充電，因每個電容器容量均等，每個電容器上所充的電壓均等為U峰／n伏，式中U為電源電壓，n為電容器只數(shù)。當電源輸入的上端為正半周時，n個電容器中的電能通過二極管D7、D8、D9、D10構成并聯(lián)放電型式并與電源電壓疊加后，在F點形成非整數(shù)倍壓值，倍壓值等于U＋U峰／n伏，電路中n個電容充電時呈串聯(lián)，放電時呈并聯(lián)，則放電電流為充電電流的n倍，即小電流充電，大電流放電的特點，增強輸出能力。本發(fā)明采用電容器只數(shù)n為3，升壓比為1.33倍，附合交流穩(wěn)壓器中升壓變壓器的升壓范圍。附圖2為交流電子升壓器方框原理圖，它由上述二個極性相反的非整數(shù)倍壓整流器〔1A〕〔1B〕及二個交替導通的電子開關〔1a〕〔1b〕所組成，上述二個極性相反的非整數(shù)倍壓整流器〔1A〕〔1B〕各由n個電容器及若干個二極管組成，電子開關〔1a〕〔1b〕為功率晶體管或可控硅元件。
附圖1為交流電子升壓器實施例圖，參照圖1上述電子開關〔1a〕〔1b〕分別跨接在二個極性相反的非整數(shù)倍壓整流器〔1A〕〔1B〕的輸出端F點，G點與交流升壓后的輸出端E點之間，當二個電子開關〔1a〕〔1b〕接受與電源同步的二個極性相反的控制信號時，互作交替導通，在E點輸出升壓后的交流電，該交流電電勢為±〔U＋U峰／n〕伏，附圖3C為升壓后的交流電壓波形圖，圖中虛線為n個電容器中每個電容器二端的電壓UC，在與電源電壓疊加后為±〔U＋UC〕。
附圖4為超小型交流穩(wěn)壓器方框原理圖，它包括交流電子升壓器〔1〕，降壓調(diào)整器〔2〕升壓調(diào)整器〔3〕取樣電路〔4〕閉環(huán)網(wǎng)絡〔5〕〔6〕組成，上述升壓調(diào)整器〔3〕降壓調(diào)整器〔2〕為可控硅元件，也可采用晶體管或磁性調(diào)整元件，閉環(huán)網(wǎng)絡〔5〕〔6〕可以是任何適用的負反饋閉環(huán)網(wǎng)絡。圖中A表示電源，B表示穩(wěn)壓輸出，當電源電壓低于額定輸出電壓時，瞬時輸出電壓下降，閉環(huán)網(wǎng)絡〔5〕接受取樣電路〔4〕的取樣信號并輸出調(diào)整信號，令降壓調(diào)整器〔2〕停止降壓，同時閉環(huán)網(wǎng)絡〔6〕也接受取樣信號，并輸出調(diào)整信號，令升壓調(diào)整器〔3〕作升壓調(diào)整，交流電子升壓器〔1〕受升壓調(diào)整器〔3〕控制，使輸出電壓自動上升至額定值。當電源電壓高于額定輸出電壓時，瞬時輸出電壓上升，閉環(huán)網(wǎng)絡〔6〕接受取樣電路〔4〕的取樣信號，并輸出調(diào)整信號，令升壓調(diào)整器〔3〕停止升壓，同時閉環(huán)網(wǎng)絡〔5〕也接受取樣信號，并輸出調(diào)整信號，令降壓調(diào)整器〔2〕作降壓調(diào)整，輸出電壓自動下降至額定值。當電源電壓等于額定輸出電壓時，閉環(huán)網(wǎng)絡〔5〕〔6〕分別接受取樣電路〔4〕的取樣信號，并分別輸出調(diào)整信號，令降壓調(diào)整器〔2〕停止降壓，令升壓調(diào)整器〔3〕停止升壓控制，交流電子升壓器〔1〕停止升壓，此時電源電壓即為輸出電壓。
附圖5為超小型交流穩(wěn)壓器實施例圖，參照附圖5，降壓調(diào)整器〔2〕跨接于交流電子升壓器〔1〕的輸出端E點與交流穩(wěn)壓輸出端N點之間，升壓調(diào)整器〔3〕跨接于交流電子升壓器〔1〕的輸出端H點與電源M點之間。其工作原理如下當電源電壓低于額定輸出電壓時N與M點之間的輸出電壓下降，取樣電路〔4〕的變壓器B2繞組3、4輸出的取樣信號經(jīng)閉環(huán)網(wǎng)絡〔5〕使降壓調(diào)整器〔2〕中的可控硅SCR1全導通，如忽略整流橋QL1的壓降，此時E、N二點為等電位，即降壓調(diào)整〔2〕停止降壓，于此同時變壓器B2繞組5、6輸出的取樣信號經(jīng)閉環(huán)網(wǎng)絡〔6〕的整流橋QL5、電容器C11電位器W3、取樣信號降落在電阻R11二端，同時由變壓器B1繞組7、8，整流橋QL4，電容器C10，穩(wěn)壓管DW2，電位器W4，電阻R9、R10，組成的給定參數(shù)與R11二端的取樣信號比較后通過晶體管BG4，電容器C12，電阻R12、R13、R14、R15、R16，單結(jié)晶體管BT2的閉環(huán)調(diào)整并由BT2輸出觸發(fā)脈沖，由整流橋QL6，可控硅SCR2組成的升壓調(diào)整器〔3〕中的SCR2接受觸發(fā)脈沖，改變導通角，也即改變交流電子升壓器〔1〕中n個電容器串聯(lián)充電回路的時間常數(shù)，使電容器二端電壓△UC上升并與電源電壓疊加后等于額定輸出電壓，即△UC＋△U＝UL，式中△UC為電容器C1～C6每只電容器二端的電壓，△U為電源電壓，UL為額定穩(wěn)壓輸出電壓。當電源電壓高于額定輸出時，N與M點之間的輸出電壓上升，取樣電路〔4〕的變壓器B2繞組5、6輸出的取樣信號經(jīng)閉環(huán)網(wǎng)絡〔6〕使升壓調(diào)整器〔3〕中的可控硅SCR2截止，受升壓調(diào)整器〔3〕控制的交流電子升壓器〔1〕停止升壓，同時變壓器B2繞組3、4輸出的取樣信號經(jīng)閉環(huán)網(wǎng)絡〔5〕中的整流橋QL2，電容器C8，電位器W2，取樣信號降落在電阻R6二端；由變壓器B1繞組5、6、整流橋QL3，電容器C9，穩(wěn)壓管DW1，電位器W1，電阻R8、R7組成的給定參數(shù)與R6二端的取樣信號比較并通過晶體管BG3，電容器C7，電阻R5、R2、R3、R4、R1及單結(jié)晶體管BT1，BT1輸出觸發(fā)脈沖，降壓調(diào)整器〔2〕中的可控硅SCR1接受觸發(fā)脈沖而改變導通角，使輸出電壓自動下降至額定值。當電源電壓等于額定輸出電壓時，閉環(huán)網(wǎng)絡〔5〕〔6〕分別接受取樣電路〔4〕的取樣信號后令降壓調(diào)整器〔2〕中的可控硅SCR1全導通，停止降壓，另一路令升壓調(diào)整器〔3〕中的可控硅SCR2截止，停止升壓控制，交流電子升壓器〔1〕停止升壓，此時電源電壓即為額定輸出電壓。每當升壓調(diào)整器〔3〕停止升壓控制，整機電流大部分通過交流電子升壓器〔1〕中的二極管D15及D16，從而降低了電路的損耗。變壓器B1繞組1、2及繞組3、4分別為晶體管BG1、BG2提供與電源同步的控制信號，穩(wěn)壓輸出端的電容器C13，電感L是為改善輸出波形而設置，附圖3a為電源電壓波形圖，圖3b為經(jīng)降壓調(diào)整后的輸出波形，圖3c為經(jīng)升壓調(diào)整后的輸出波形，圖3d為經(jīng)電容器C13及電感L濾波后的輸出波形。
權利要求1.一種由交流電子升壓器代替鐵磁式升壓變壓器所構成的超小型交流穩(wěn)壓器裝置，其特征在于由交流電子升壓器[1]降壓調(diào)整器[2]升壓調(diào)整器[3]取樣電路[4]閉環(huán)網(wǎng)絡[5][6]組成，上述降壓調(diào)整器[2]跨接于交流電子升壓器[1]的輸出端E點與交流穩(wěn)壓輸出端N點之間，並受閉環(huán)網(wǎng)絡[5]的控制而實現(xiàn)降壓自動調(diào)整，升壓調(diào)整器[3]跨接于交流電子升壓器[1]的輸出端H點與交流穩(wěn)壓輸出端M點之間，並受閉環(huán)網(wǎng)絡[6]的控制而實現(xiàn)升壓自動調(diào)整，取樣電路[4]聯(lián)接于穩(wěn)壓輸出端N與M點之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征是交流電子升壓器裝置〔1〕有二個極性相反的非整數(shù)倍壓整流器〔1A〕〔1B〕及二個交替導通的電子開關〔1a〕〔1b〕組成，電子開關〔1a〕〔1b〕分別聯(lián)接在二個極性相反的非整數(shù)倍壓整流器〔1A〕〔1B〕的輸出端F點G點與交流升壓后的輸出端E點之間，當二個電子開關〔1a〕〔1b〕接受與電源同步的二個極性相反的控制信號時，互作交替導通，在E點輸出升壓后的交流電。
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于二個極性相反的非整數(shù)倍壓 整流器〔1A〕〔1B〕各有n個電容器C及二極管D組成，n個電容器通過二極管D聯(lián)接成串聯(lián)充電及并聯(lián)放電的工作狀態(tài)。
4.如權利要求2所述的裝置，其特征在于電子開關〔1a〕〔1b〕為功率晶體管，也可采用可控硅元件。
5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于升壓調(diào)整器〔3〕降壓調(diào)整器〔2〕為可控硅元件，也可采用晶體管或磁性調(diào)整元件。
6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于取樣電路〔4〕為取樣變壓器。
專利摘要本實用新型是一種超小型交流穩(wěn)壓器裝置，其特征是在這種交流穩(wěn)壓器中作為電壓調(diào)整部件是一個非鐵磁材料所構成的交流電子變壓器，它替代了國內(nèi)外已有各種交流穩(wěn)壓器中所必須具備的。且大而笨重的鐵磁式變壓器，從而使交流穩(wěn)壓器實現(xiàn)了超小型及超輕型的目的，適用于家庭、工廠、實驗室以及一切需要交流穩(wěn)壓電源的地方作為交流電源穩(wěn)壓設備之用。
文檔編號G05F1/10GK2060238SQ8920236
公開日1990年8月8日 申請日期1989年3月3日 優(yōu)先權日1989年3月3日
發(fā)明者吳文龍, 吳小明 申請人:吳文龍, 吳小明