專利名稱：一種利用中頻變壓器均壓的直流電子分壓調壓器的制作方法
技術領域：
本發明屬于電工類電力電子學科，具體涉及一種利用中頻變壓器均壓的直流電子分壓調壓器。
背景技術：
目前取信號用的直流分壓大多采用電阻分壓，即將兩個或多個電阻串聯接到一個直流電壓上，或者常用電位計分壓。每個或每段電阻上分到一部分電壓，形成分壓器。這種分壓器效率低，適用于取信號用或小功率用，不適用于大功率的場合。另一種適用于大功率的辦法是將直流首先變成交流，再用變壓器變成若干組交流，然后整流成若干組直流。這種辦法設備復雜、成本高。
發明內容
本發明要解決的問題是，克服現有技術中的不足，提供一種利用中頻變壓器均壓的直流電子分壓調壓器。為解決技術問題，本發明的解決方案是提供一種利用中頻變壓器均壓的直流電子分壓調壓器，包括η組結構相同的分壓器，11為> 1的整數；每組分壓器具有兩個串聯成一組的電解電容器，成為一組雙電解電容器，每組雙電解電容器的正、負端各接有一個斬波器開關，兩個斬波器開關的輸出端接了兩個串聯的續流二極管，串聯續流二極管組合的中點接到雙電解電容器的中點；所述的η組分壓器輸入端相互串聯且同步通斷，每組分壓器的輸出分別與一個逆變器的輸入端相連，各級逆變器結構均相同；逆變器的輸出端接到中頻變壓器的一組線圈，該組線圈的中點接到雙電解電容器的中點，各級逆變器輸出端所接的線圈均繞在同一鐵芯上；其中，每一級逆變器均為單相全橋，每個橋臂由晶閘管和反并二極管組成，其中每個晶閘管又串聯了一個二極管，串聯二極管的目的是減少晶閘管的dV/dt。在每個單相全橋的每對上、下橋臂之間串接了一個換流變壓器的副邊繞組W。換流的方向是從每對上、下橋臂的一個橋臂的晶閘管換到另一橋臂的二極管，換流變壓器所產生的換流電壓的方向需有助于這樣的換流。作為一種改進，所述的各組分壓器中，有0 (n-1)組完全不輸出直流電流到外部電路而只輸出到變壓器線圈，其余η 1組分壓器將電流輸出到外部電路。作為一種改進，允許各組分壓器輸入的直流電壓不相等，此時各組分壓器輸出的直流電壓也不相等，各級的中頻變壓器線圈匝數也同樣不相等。作為一種改進，η組分壓器的斬波器開關是同步通斷的，一組內的兩個斬波器開關也是同時通斷的。本發明還提供了一種利用中頻變壓器均壓的直流電子分壓調壓器，包括η組結構相同的分壓器，η為> 1的整數；其特征在于，每組分壓器具有一個電解電容器，其一端接有一個斬波器開關，各斬波器結構相同且同步通斷；該電解電容器的另一端和斬波器開關的另一端之間接了一個續流二極管；每組分壓器的輸出分別與一個逆變器的輸入端相連，各級逆變器結構均相同；逆變器的輸出端接到中頻變壓器的一組線圈，各級逆變器輸出端所接的線圈均繞在同一鐵芯上；其中，每一級逆變器均為單相全橋，每個橋臂由晶閘管和反并二極管組成，其中每個晶間管又串聯了一個二極管，在每個單相全橋的每對上、下橋臂之間串接了一個換流變壓器的副邊繞組W;換流的方向是從一個橋臂的晶閘管換到另一橋臂的二極管，換流變壓器所產生的換流電壓的方向需有助于這樣的換流。本發明的有益效果在于本發明可實現將一個較高的直流電壓均勻地或按規定比例地分成幾組較低的可以調節的直流電壓。此分壓器具有較高的效率，故可適用于大功率場合。并允許各組直流輸出的電流有一定程度的不均勻，也允許含有一定限度的低頻或高頻分量的交流。
圖1為本發明具體實施例1的電路原理圖。圖2為本發明具體實施例2的電路原理圖。
具體實施例方式平常η個斬波器串聯時，它能解決分壓和調壓問題，但是它沒有均壓能力。當各分壓段承擔的電流稍有不均勻時各分壓段的電壓會越來越不均勻，一直到強迫各分壓段承擔的電流相等為止。因此它往往是不適用的。具體實施例1:本具體實施例的電路圖如圖1所示的。逆變器按中頻方波工作。每組對角線橋臂輪流工作180°。當需要換流時，譬如要從左上、右下對角線橋臂換到左下、右上對角線橋臂，逆變器的換流過程如下首先關斷該分壓器中的斬波器開關IGBT，使它的輸出直流電壓ud瞬時值為零。同時加上換流電壓脈沖AU(uWal)，每個換流電壓正脈沖為幅值 +5 10ν(以達到換流速度為準)、脈寬 晶閘管的標定關斷時間約IOOys的波。正的uWal值代表Wal上的電壓極性為上正下負。AU的方向始終有助于換流。這些電壓通過換流變壓器的原邊加到圖1中的Wal付邊繞組上。在此脈沖Δ U作用下，只要斷開Thai左上、Thai右下的觸發脈沖，Thai左上、Thai右下的電流就能換流到Dal左下、Dal右上，Thai左上、Thai右下承受反壓關斷，經過晶閘管標定關斷時間約100μ s后，Thai左上、Thai右下已經完全關斷，al橋的左上、右下橋臂電流已經更換到了左下、右上橋臂。重新導通斬波調壓器的占空比調節開關IGBT，同時加上Thai左下、Thai右上的開通脈沖，待變壓器的電流反向時，Dal左下、Dal右上的電流變為零而Thai左下、Thai右上的電流開始上升。經過180°后，類似地將通電橋臂再換回來。上述情況為第一級逆變器的工作情況。第2、…、η級逆變器的工作是相同的。逆變器的輸出端接到中頻變壓器的一組線圈，線圈的中點接到輸入的直流電源的中點。由于變壓器左半個和右半個線圈電壓必然相等，故斬波器輸出的直流電源上半和下半段電壓也必然相等，從而輸入的直流電源的上半和下半段電壓也必然相等=Ud/2n。將η級分壓調壓器的變壓器線圈均繞在同一鐵芯上，則η級分壓調壓器的電壓也必然相等。這種均壓方法的均壓能力很強。具體實施例2 (如圖2所示)與具體實施例1相比，其區別在于每組變壓器線圈不再引出中點，每組分壓器也沒有中點，因此每組分壓器內的斬波器開關也可只用一只，或者可以仍與圖1 一樣而不引出中點。
權利要求
1.一種利用中頻變壓器均壓的直流電子分壓調壓器，包括η組結構相同的分壓器，η為^ 1的整數；其特征在于，每組分壓器具有兩個串聯成一組的電解電容器，成為一組雙電解電容器，每組雙電解電容器的正、負端各接有一個斬波器開關，兩個斬波器開關的輸出端接了兩個串聯的續流二極管，串聯續流二極管組合的中點接到雙電解電容器的中點；所述的η組分壓器輸入端相互串聯且同步通斷，每組分壓器的輸出分別與一個逆變器的輸入端相連，各級逆變器結構均相同；逆變器的輸出端接到中頻變壓器的一組線圈，該組線圈的中點接到雙電解電容器的中點，各級逆變器輸出端所接的線圈均繞在同一鐵芯上；其中，每一級逆變器均為單相全橋，每個橋臂由晶閘管和反并二極管組成，其中每個晶閘管又串聯了一個二極管，在每個單相全橋的每對上、下橋臂之間串接了一個換流變壓器的副邊繞組(W)；換流的方向是從每對上、下橋臂中的一個橋臂的晶閘管換到另一橋臂的二極管，換流變壓器所產生的換流電壓的方向須有助于這樣的換流。
2.根據權利要求1所述的直流電子分壓調壓器，其特征在于，所述的各組分壓器中，有0 (η-1)組完全不輸出直流電流到外部電路而只輸出到變壓器線圈，其余η 1組分壓器將電流輸出到外部電路。
3.根據權利要求1所述的直流電子分壓調壓器，其特征在于，允許各組分壓器輸入的直流電壓不相等，此時各組分壓器輸出的直流電壓也不相等，各級的中頻變壓器線圈匝數也同樣不相等。
4.根據權利要求1所述的直流電子分壓調壓器，其特征在于，η組分壓器的斬波器開關是同步通斷的，一組內的兩個斬波器開關也是同時通斷。
5.一種利用中頻變壓器均壓的直流電子分壓調壓器，包括η組結構相同的分壓器，η為^ 1的整數；其特征在于，每組分壓器具有一個電解電容器，其一端接有一個斬波器開關，各斬波器結構相同且同步通斷；該電解電容器的另一端和斬波器開關的另一端之間接了一個續流二極管；每組分壓器的輸出分別與一個逆變器的輸入端相連，各級逆變器結構均相同；逆變器的輸出端接到中頻變壓器的一組線圈，各級逆變器輸出端所接的線圈均繞在同一鐵芯上；其中，每一級逆變器均為單相全橋，每個橋臂由晶閘管和反并二極管組成，其中每個晶閘管又串聯了一個二極管；在每個單相全橋的每對上、下橋臂之間串接了一個換流變壓器的副邊繞組(W)；換流的方向是從每對上、下橋臂中的一個橋臂的晶閘管換到另一橋臂的二極管，換流變壓器所產生的換流電壓的方向須有助于這樣的換流。
全文摘要
本發明涉及電工類電力電子學科，旨在提供一種利用中頻變壓器均壓的直流電子分壓調壓器。該分壓調壓器包括n組結構相同的分壓器，每組分壓器具有兩個串聯成一組的電解電容器，其正、負端各接有一個斬波器開關。分壓器的輸出分別與一個逆變器的輸入端相連，各級逆變器結構均相同；逆變器的輸出端接到中頻變壓器的一組線圈，該組線圈的中點接到雙電解電容器的中點，各級逆變器輸出端所接的線圈均繞在同一鐵芯上。本發明可實現將一個較高的直流電壓均勻地或按規定比例地分成幾組較低的可以調節的直流電壓。此分壓器具有較高的效率，故可適用于大功率場合。并允許各組直流輸出的電流有一定程度的不均勻，也允許含有一定限度的低頻或高頻分量的交流。
文檔編號H02M3/315GK102386777SQ20111020625
公開日2012年3月21日 申請日期2011年7月21日 優先權日2011年7月21日
發明者汪槱生, 汪雋邁, 顧誠誠 申請人:汪槱生