專利名稱：一種橋式斬波器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于穩壓裝置的橋式斬波器
背景技術：
交流穩壓電源形式有很多種。機械補償式穩壓器主電路由補償變壓器TB和帶有伺服電機及傳動機構的接觸式調壓器TT組成。當輸入電壓UI變化時，控制電路發出控制信號，使碳刷在接觸式調壓器表面滑動，調節接觸式調壓器的輸出電壓，從而保持輸出電壓UO的穩定。機械補償式穩壓器具有較好的穩壓精度，但由于其使用機械結構調整調壓器的觸頭，所以存在響應慢、可靠性差、工作壽命短、需要大量維護工作等缺點。無觸點補償式穩壓器主電路由補償變壓器TB和通過可控硅切換抽頭的自耦變壓器TS組成。當輸入電壓UI變化時，控制電路發出控制信號，控制可控硅的通斷，切換自耦變壓器的抽頭，從而改變補償變壓器輸出補償電壓，保持輸出電壓UO的穩定。由于使用半導體開關作為變壓器抽頭的切換裝置，無觸點補償式穩壓器大大提高響應速度，但是由于其采用切換自耦變壓器固定抽頭的方式調整補償電壓，使補償電壓只能分級調整，降低了穩壓器的輸出精度。根據果要獲得較高的穩壓器精度，就必須增加自耦變壓器的抽頭數量，這將大大增加穩壓器的成本。
實用新型內容本實用新型的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種橋式斬波器，它直接控制補償電壓。實現上述目的的一種技術方案是一種橋式斬波器，包括變壓器Tr，濾波器，斬波器開關管V1-V4，整流二極管VD1-VD4，所述橋式斬波器通過所述輸出變壓器Tr次級串聯在市電電源和負載之間；所述斬波器開關管Vl和V2、V3和V4、整流二極管VDl和VD2、VD3和VD4分別兩兩串聯，接入節點c和節點d，所述斬波器開關管Vl和V3的陽極以及整流二極管VDl和VD3 的陰極接于節點c，斬波器開關管V2和V4的陰極以及整流二極管VD2和VD4的陽極接于節點d ；所述斬波器開關管Vl和V2、V3和V4構成所述斬波器的第一橋臂和第二橋臂；所述輸出變壓器的通過斬波器節點a和節點b，分別接入第一橋臂和第二橋臂取自穩壓電源輸出端的市電電源從節點e和節點f接入該電路，通過整理二極管 VD1-VD4為橋式斬波器開關V1-V4提供直流電源。進一步的，所述節點c和節點d之間并聯接入直流電容器Cd ；所述直流電容器Cd的陽極連接于節點C，陰極連接與節點d ；所述直流電容器電容Cd小到不具有濾波功能。進一步的，所述斬波器開關管V1-V4由一個整流二極管和一個絕緣柵雙極型IGBT 功率管構成，所述整流二極管的陰極對應于所述斬波器開關管的陽極。
3[0015]進一步的，斬波器開關管與所輸出變壓器Tr之間連入濾波器，所述濾波器包括由電感LF和電容CF構成。本實用新型能夠在幾十毫秒內完成電壓幅值的調節補償，在輸入電壓快速升高或下降時，能夠迅速穩定輸出電壓.同時其具有無電火花產生，快速響應，無級調節補償電壓，穩壓精度高的特點。因此其相對于傳統機械式穩壓器和無觸點補償式穩壓器具有優勢。
圖1為本實用新型的橋式斬波器的電路圖。
具體實施方式
請參閱圖1，本實用新型的為了能更好地對本實用新型的技術方案進行理解，下面通過具體的例并結合附圖進行詳細地說明請參閱圖1，本實用新型的斬波器包括變壓器Tr，濾波器，橋式斬波器開關管 V1-V4，整流二極管VD1-VD4，所述斬波器通過所述輸出變壓器Tr和濾波器接入市電電源和負載之間；所述橋式斬波器開關由一個整流二極管和一個IGBT構成，所述整流二極管的陰極對應于所述斬波器開關管的陽極； 所述濾波器包括由電感LF和電容CF構成；所述斬波器開關管Vl和V2，V3和V4，整流二極管VDl和VD2、VD3和VD4分別兩兩串聯，接入節點c和節點d，所述斬波器開關管Vl和V3的陽極以及整流二極管VDl和VD3 的陰極接于節點c，斬波器開關管V2和V4的陰極以及整流二極管VD2和VD4的陽極接于節
占d ·所述節點c和節點d之間并聯接入直流電容器Cd ；所述直流電容器Cd的陽極連接于節點C，陰極連接與節點d ；所述直流電容器電容小到不具有濾波功能；所述輸出變壓器和濾波器通過節點a和節點b，分別接入第一橋臂和第二橋臂；所述整流二極管VD1陽極和VD2的陰極串聯于e，VD3的陽極和VD4的陰極串聯于 f ；取自穩壓電源輸出端的從節點e和節點f接入該電路，通過整理二極管VD1-VD4 為橋式斬波器開關管提供直流電源；電路圖中，斬波器開關管Vl V4并不是工作在逆變器狀態，而是工作在橋式斬波器狀態。這是由它的PWM工作方式、直流電源電壓波形和直流電容Cd值的大小及其功能來決定的。斬波器開關管的直流電壓，不是通過電容Cd把整流電壓濾波成恒定的平滑直流電壓，而是仍然為單相橋式整流電壓的波形。直流電容Cd不再具有直流濾波功能，而只是為了創造一個續流通路而設置的。對于感性負載，在一個斬波器開關管的開關周期內續流的能量是很小的，所以Cd的值也很小，Cd的充放電速度很快，不會影響整流電壓的上升或下降速度，使Cd上的電壓與不濾波的整流電壓波形相同。也就是說，由于電容的值很小，它只允許續流電流通過，不再具有直流濾波功能，因此對整流波形不產生影響。這就說明橋式斬波器是工作在PWM(脈寬調制，Pulse Width Modul ation)斬波狀態，而不是工作在逆變狀
4態。狀態切換觸發電路控制著斬波器開關管的開關，假設市電電壓低于基準電壓時， 當交流電的流向為正，即電流從e點流入，經整流二極管VDl整流，向橋式斬波器開關管提供所需的直流電源。此時，斬波器開關管VDl和VD4處于開啟狀態，而VD2和VD3處于關閉狀態，此時，變壓器Tr中電流的流向為c — a — b — d，對市電電壓進行正補償。當交流電的流向為負，即電流從f點流入，經過VD3支路整流，向斬波器開關管提供所需的直流電源，此時，斬波器開關管VD2和VD3處于開啟狀態，而VDl和VD4處于關閉狀態，此時，變壓器Tr中電流的流向為c — b — a — d，對市電電壓進行負補償。市電電壓高于基準電壓時，穩壓補償過程與市電電壓偏低時相似，不再重復。IGBT具有快速響應并切換狀態的功能，因此在交流電流向發生改變時，可通過由 IGBT和整流二極管構成的斬波器開關管的快速響應、連續調節補償電壓的特點，能夠在幾十毫秒內完成電壓幅值的調節補償，在輸入電壓快速升高或下降時，能夠迅速穩定輸出電壓.相對于現有技術具有優勢。本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型，而并非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質精神范圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的權利要求書范圍內。
權利要求1.一種橋式斬波器，包括變壓器Tr，濾波器，斬波器開關管V1-V4，整流二極管 VD1-VD4，通過所述輸出變壓器Tr次級串聯市電電源和負載之間；其特征在于所述斬波器開關管Vl和V2、V3和V4、整流二極管VDl和VD2、VD3和VD4分別兩兩串聯，接入節點c和節點d，所述斬波器開關管Vl和V3的陽極以及整流二極管VDl 和VD3的陰極接于節點c，斬波器開關管V2和V4的陰極以及整流二極管VD2和VD4的陽極接于節點c ；所述斬波器開關管Vl和V2、V3和V4構成所述斬波器的第一橋臂和第二橋臂；所述輸出變壓器的通過節點a和節點b，分別接入第一橋臂和第二橋臂取自穩壓電源輸出端的市電電源從節點e和節點f接入該電路，通過整理二極管 VD1-VD4為橋式斬波器開關V1-V4提供直流電源。
2.根據權利要求1所述的橋式斬波器，其特征在于在所述節點c和節點d之間并聯接入直流電容器Cd ；所述直流電容器Cd的陽極連接于節點c，陰極連接與節點d ；所述直流電容器Cd不具有濾波功能。
3.根據權利要求1所述的橋式斬波器，其特征在于所述斬波器開關管V1-V4由一個整流二極管和一個絕緣柵雙極型IGBT功率管構成，所述整流二極管的陰極對應于所述斬波器開關管的陽極。
4.根據權利要求1所述的橋式斬波器，其特征在于所述斬波器開關管與所輸出變壓器 Tr之間連入濾波器，所述濾波器包括由電感LF和電容CF構成。
專利摘要本實用新型公開了一種用于輸變電領域的橋式斬波器，包括斬波器開關管V1-V4，整流二極管VD1-VD4，所述橋式斬波器V1-V4通過所述輸出變壓器Tr接入市電電源和負載之間；斬波器開關管V1-V4具有快速響應并切換狀態的功能，能夠在幾十毫秒內完成電壓幅值的調節補償，在輸入電壓快速升高或下降時，能夠迅速穩定輸出電壓，相對于傳統機械式穩壓器和無觸點補償式穩壓器具有不可比擬的優勢。
文檔編號H02M7/48GK202150802SQ20112022711
公開日2012年2月22日 申請日期2011年6月30日 優先權日2011年6月30日
發明者仲雋偉, 姚建歆, 張小越, 徐劍, 曹蕓, 汪傳毅, 沈佳禎, 沈卓勇, 潘瑾, 虞海靜, 顧俊, 馬曉杰 申請人:上海中區節電科技有限公司, 上海市電力公司, 上海榮靈網絡科技有限公司