一種穩壓電源的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及電力電子技術領域，尤其設及一種穩壓電源。
【背景技術】
[0002] 目前市場上的穩壓電源存在W下缺點：因含有工頻鐵忍或工頻平波環節而龐大沉 重;穩壓響應慢;運用繼電器切換的線路，存在電壓突跳，調壓不連續的問題;多數穩壓器只 能穩定電壓有效值，對無濾波校正功能。
【發明內容】
[0003] 本實用新型所要解決的技術問題在于，提供一種穩壓電源，能夠減少實時運算量， 提高效率，降低裝置的體積重量，也降低了成本。
[0004] 為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種穩壓電源，包括:包括單相矩陣變 換器，輸出電路和控制電路，其中，所述單相矩陣變換器的輸入端外接電源，其輸出端通過 所述輸出電路外接負載;所述控制電路的輸入端和輸出端分別與所述輸出電路的輸出端和 所述單相矩陣變換器的輸入端相連，形成反饋回路，所述控制電路的輸入端還外接電源;所 述單相矩陣變換器將輸入的交流電進行轉換后，再經由所述輸出電路輸出至外接負載，而 所述控制電路對所述輸出電路的輸出端進行采樣，并將采樣信號與給定的輸出電壓有效值 進行比較，再根據比較結果調整所述單相矩陣變換器中兩組雙向開關瞬時占空比，使得輸 出穩定的有效電壓。
[0005] 進一步地，所述控制電路包括:驅動電路，數字濾波電路，穩壓電路和實時運算器， 其中，所述數字濾波電路的輸入端外接電源，所述數字濾波電路的輸出端依次通過所述實 時運算器和所述驅動電路與所述單相矩陣變換器的第二輸入端相連，所述穩壓電路的輸入 端與所述輸出電路的輸出端相連，其輸出端與所述實時運算器輸入端相連。
[0006] 進一步地，所述數字濾波電路包括穩壓管截取方波模塊，帶通濾波模塊，絕對值模 塊，過零信號檢測電路，其中，所述穩壓管截取方波模塊、所述帶通濾波模塊和所述絕對值 模塊依次串聯在外接電源與所述實時運算器之間，所述過零信號檢測電路的輸入端與所述 帶通濾波模塊的輸出端相連，其輸出端與所述實時運算器的輸入端相連。
[0007] 更進一步地，所述穩壓電路包括電壓取樣模塊和整流平波模塊，其中，所述電壓取 樣模塊的輸入端與所述輸出電路的輸出端相連，輸出端與所述整流平波模塊輸入端相連， 所述整流平波模塊的輸出端與所述實時運算器的輸入端相連。
[000引實施本實用新型實施例，具有如下有益效果:本實用新型的穩壓電源由于沒有中 間工頻平波環節，從而提高了該穩壓電源的功率密度和響應速度，同時也使得裝置結構簡 化，體積減小，降低了造價成本，并且減少實時運算量，在同樣的運算速度下，提高斬波頻 率。
【附圖說明】
[0009] 為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例 或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提 下，還可W根據運些附圖獲得其他的附圖。
[0010] 圖1是本實用新型的一種穩壓電源中單相矩陣變換器的一實施例的拓撲結構示意 圖；
[0011] 圖2是本實用新型的一種穩壓電源的一實施例的功能模塊示意圖；
[0012] 圖3是本實用新型的一種穩壓電源中的實時運算器的實時檢測運算流程圖。
【具體實施方式】
[0013] 下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的 實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0014] 參見圖1和圖2,分別為本實用新型的一種穩壓電源的一實施例的拓撲結構示意圖 和功能模塊示意圖。本實施例中該穩壓電源具體包括:單相矩陣變換器1，輸出電路2和控制 電路3,其中，單相矩陣變換器1的輸入端外接電源，其輸出端通過輸出電路2外接負載;而控 制電路3的輸入端和輸出端分別與輸出電路2的輸出端和上述單相矩陣變換器的輸入端相 連，從而形成反饋回路，且本實施例中該控制電路的輸入端還外接電源。本實施例中該輸出 電路2具體為濾波電路。參見圖2,本實施例中，該控制電路3具體包括:驅動電路31，數字濾 波電路32,穩壓電路33和實時運算器34,其中，數字濾波電路32的輸入端外接電源，輸出端 依次通過上述的實時運算器34和驅動電路31與單相矩陣變換器31的輸入端相連，而該實時 運算器34的輸入端還與穩壓電路33的輸出端相連，而該穩壓電路33的輸入端則與輸出電路 2的輸出端相連，從而形成反饋回路。
[0015] 本實施例中，輸入的交流電經過單相矩陣變換器1進行轉換后，再通過輸出電路2 輸出至外接負載;而控制電路3對輸出端進行采樣，并根據采樣得到的采樣信號與預設的期 望輸出電壓調整所述單相矩陣變換器中雙向開關瞬時占空比，使得輸出穩定的有效電壓。 具體地，參見圖3，本實施例中，首先，預先給定輸入電壓Vi = 220V，期望輸出電壓Vo摧1，從而
得到給定電壓傳輸比 ^及給定斬波周期了 = 10-4秒=1，000/\1'; ，
[0016] 然后，控制電路中的實時運算器將穩壓電路所采樣得到的采樣信號，即輸出電壓 ，與預設的期望輸出電壓戶。ma相比較，并根據比較結果計算電壓傳輸比q，該電壓傳輸 比q的計算方式為：
[0017] q = q^?-Aq,
[0018] 其中
（其中，V。》暨為預設的期望輸出電壓 值），v功輸入電壓Vi = 220V);
[0019] 再者，根據該電壓傳輸比q，W及輸入信號和微調后電壓傳輸比q后的輸出電壓，調 整雙向開關瞬時占空比mil、m22、ml2和m21，從而控制對應雙向開關交替工作，從而校正波 形的崎變，使得輸出穩定的有效電壓，其中mll、m22、ml2和m21的計算方式為：
[0020]
[0021] mi2=m2i = l-mii
[0022] 旨P，最后得到單相矩陣變換器中對應雙向開關Sii~S22和Si2~S21的導通時間Τι、 Τ2：
[0023] Ti=mii. T=mii. 1,000. Δ Τ
[0024] T2=mi2. T=mi2. 1,000. A Τ。
[0025] 本實施例中，該實時計算器可采用單片機來實現，即單片機從輸入端實時采樣，經 A/D轉換，計算出Τ?、Τ泌制對應的電子開關Sll~S22和Sl2~S2及替工作，從而實現精確濾波 和穩壓功能。本實施例中通過向實時運算器反饋輸出電壓，并根據輸出電壓對傳輸電壓比q 值進行調整，從而穩定輸出電壓的有效值;同時，通過對矩陣變換器兩對雙向開關瞬時占空 比ml 1、m22、ml 2和m21的調節，校正波形的崎變，最終，使得輸出電壓幅值穩定，正弦度良好。
[0026] 參見圖2,本實施例中，該數字濾波電路32具體包括穩壓管截取方波模塊，帶通濾 波模塊，絕對值模塊，過零信號檢測電路，其中，該穩壓管截取方波模塊、帶通濾波模塊和絕 對值模塊依次串聯在外接電源與上述的實時運算器34之間，而帶通濾波模塊的輸出端還與 過零信號檢測電路的輸入端相連，而該過零信號檢測電路的輸出端則與上述實時運算器34 的輸入端相連。
[0027] 參見圖2,本實施例中，該穩壓電路33包括電壓取樣模塊和整流平波模塊，其中，電 壓取樣模塊的輸入端與輸出電路2的輸出端相連，輸出端與整流平波模塊輸入端相連，而整 流平波模塊的輸出端與實時運算器34的輸入端相連。
[0028] W上所掲露的僅為本實用新型較佳實施例而已，當然不能W此來限定本實用新型 之權利范圍，本領域普通技術人員可W理解實現上述實施例的全部或部分流程，并依本實 用新型權利要求所作的等同變化，仍屬于實用新型所涵蓋的范圍。
【主權項】
1. 一種穩壓電源，其特征在于，包括單相矩陣變換器，輸出電路和控制電路，其中，所述 單相矩陣變換器的輸入端外接電源，其輸出端通過所述輸出電路外接負載;所述控制電路 的輸入端和輸出端分別與所述輸出電路的輸出端和所述單相矩陣變換器的輸入端相連，形 成反饋回路，所述控制電路的輸入端還外接電源。2. 如權利要求1所述的穩壓電源，其特征在于，所述控制電路包括:驅動電路，數字濾波 電路，穩壓電路和實時運算器，其中，所述數字濾波電路的輸入端外接電源，所述數字濾波 電路的輸出端依次通過所述實時運算器和所述驅動電路與所述單相矩陣變換器的輸入端 相連，所述穩壓電路的輸入端與所述輸出電路的輸出端相連，其輸出端與所述實時運算器 輸入端相連。3. 如權利要求2所述的穩壓電源，其特征在于，所述數字濾波電路包括穩壓管截取方波 模塊，帶通濾波模塊，絕對值模塊，過零信號檢測電路，其中，所述穩壓管截取方波模塊、所 述帶通濾波模塊和所述絕對值模塊依次串聯在外接電源與所述實時運算器之間，所述過零 信號檢測電路的輸入端與所述帶通濾波模塊的輸出端相連，其輸出端與所述實時運算器的 輸入端相連。4. 如權利要求2或3所述的穩壓電源，其特征在于，所述穩壓電路包括電壓取樣模塊和 整流平波模塊，其中，所述電壓取樣模塊的輸入端與所述輸出電路的輸出端相連，輸出端與 所述整流平波模塊輸入端相連，所述整流平波模塊的輸出端與所述實時運算器的輸入端相 連。
【專利摘要】本實用新型公開了一種穩壓電源，其包括單相矩陣變換器，輸出電路和控制電路，其中，所述單相矩陣變換器的輸入端外接電源，其輸出端通過所述輸出電路外接負載；所述控制電路的輸入端和輸出端分別與所述輸出電路的輸出端和所述單相矩陣變換器的輸入端相連，形成反饋回路，所述控制電路的輸入端還外接電源；所述單相矩陣變換器將輸入的交流電進行轉換后，再經由所述輸出電路輸出至外接負載，而所述控制電路對所述輸出電路的輸出端進行采樣，并將采樣信號與預設的期望輸出電壓調整所述單相矩陣變換器中兩組雙向開關瞬時占空比，使得輸出穩定的有效電壓。本實用新型的該穩壓電源由于不需要工頻濾波器件，使得裝置體積減小，結構更加簡單，降低了成本。
【IPC分類】H02M5/22
【公開號】CN205123593
【申請號】CN201520900025
【發明人】陳文博, 胡凱敏, 鄒元威, 金晶, 萬衡
【申請人】蘇州奧聚億電氣自動化有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年11月12日