專利名稱：無諧波污染和瞬間輸出電壓跌落的穩(wěn)壓器及穩(wěn)壓方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及穩(wěn)壓器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種對瞬間電壓跌落指標要求敏感的大功率穩(wěn)壓器及穩(wěn)壓方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有市場上的穩(wěn)壓器，多為可控硅移相調(diào)壓式、組合補償式?？煽毓枰葡嗾{(diào)壓式穩(wěn)壓器采用控制可控硅導(dǎo)通角的方式來改變穩(wěn)壓器的補償電壓，此時可控硅在導(dǎo)通過程中會產(chǎn)生大量的諧波反饋到電網(wǎng)中，在大功率的應(yīng)用場合中對其他設(shè)備的正常工作產(chǎn)生較大影響。組合補償式穩(wěn)壓器采用開關(guān)切換的方式進行穩(wěn)壓，在開關(guān)切換的過程中補償變壓器存在原邊短時間開路，此時輸出電壓產(chǎn)生瞬間大幅度跌落，對瞬間電壓跌落敏感的設(shè)備
產(chǎn)生影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對已有技術(shù)存在的問題，提供一種無諧波污染和瞬間輸出電壓跌落的穩(wěn)壓器及穩(wěn)壓方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是1、一種無諧波污染和瞬間輸出電壓跌落的穩(wěn)壓器，包括變壓器Tl ；其特征在于還包括第一開關(guān)K1、第二開關(guān)K2、第一短路開關(guān)Kl'和第二短路開關(guān)K2'；所述變壓器Tl的原邊包括第一繞組和第二繞組，所述變壓器的副邊包括第三繞組；所述第一繞組和第二繞組的同名端為正向，所述第一繞組和第三繞組的同名端為反向；所述第一繞組的高壓端接第一開關(guān)Kl的一端，第一開關(guān)Kl的另一端作為穩(wěn)壓器輸入高端L ；所述第一繞組的高壓端和低壓端之間設(shè)置有第一短路開關(guān)Kl ‘；所述第一繞組的低壓端與第二繞組的低壓端共同作為穩(wěn)壓器低端N ；所述第二繞組的高壓端接第二開關(guān)Κ2的一端，第二開關(guān)Κ2的另一端與第一開關(guān) Kl的另一端連接；所述第二繞組的高壓端和低壓端設(shè)置有第二短路開關(guān)Κ2'；所述第三繞組的低壓端接穩(wěn)壓器輸入高端L ；所述第三繞組的高壓端作為穩(wěn)壓器的輸出高端L'。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的無諧波污染和瞬間輸出電壓跌落的穩(wěn)壓器，其特征在于所述變壓器Tl采用三柱式鐵心，所述第三繞組設(shè)置在中間柱上。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無諧波污染和瞬間輸出電壓跌落的穩(wěn)壓器，其特征在于所述第一繞組和第三繞組的變比與第二繞組和第三繞組的變比相等。4、權(quán)利要求1所述穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓方法，其特征在于該方法具體如下1當(dāng)由原邊一個繞組工作狀態(tài)切換至兩個繞組工作狀態(tài)時，切換時序為Kl閉合、Kl'斷開、K2斷開、K2'閉合-Kl斷開、Kl'閉合、Κ2斷開、Κ2'閉合-Kl閉合、Kl'斷開、Κ2斷開、Κ2'斷開-Kl閉合、Kl'斷開、Κ2閉合、Κ2'斷開
-個繞組工作狀態(tài)時，切換時序為
2當(dāng)由原邊兩個繞組工作狀態(tài)切換至-Kl閉合、Kl'斷開、Κ2閉合、Κ2'斷開一 Kl閉合、Kl'斷開、Κ2斷開、Κ2'斷開一 Kl斷開、Kl'閉合、Κ2斷開、Κ2'閉合一 Kl閉合、Kl'斷開、Κ2斷開、Κ2'閉合。 本發(fā)明的優(yōu)點
1、本發(fā)明穩(wěn)壓器未采用晶間管等非線性器件，不會產(chǎn)生諧波污染；
2、本發(fā)明利用原邊雙繞組變壓器Tl，在開關(guān)Κ1、Κ1'、Κ2、Κ2'進行切換的過程中保證輸出電壓仍能穩(wěn)定輸出，而不會產(chǎn)生瞬間跌落，以適應(yīng)某些對瞬間電壓跌落敏感的設(shè)備的要求，尤其是大功率的場合。


圖1是穩(wěn)壓裝置主回路示意圖；圖2是雙原邊變壓器Tl采用三柱式鐵心時，繞組在鐵心上的繞線位置示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明專利是一種交流穩(wěn)壓裝置。它由開關(guān)Κ1、Κ1'、Κ2、Κ2'，原邊雙繞組變壓器Tl連接構(gòu)成，電路形式見附圖1 ；變壓器繞組連接關(guān)系見附圖2。設(shè)變壓器Tl原邊兩個繞組與副邊的變比相等，均為K ；變壓器原邊電壓為Vin，變壓器副邊電壓為Vout，則1當(dāng)原邊兩個繞組均短接時，Vout = 0 ；2當(dāng)原邊兩個繞組中，有一個接輸入電壓Vin，另一個懸空時，Vout = Vin/(2*k)；3當(dāng)原邊兩個繞組中，有一個接輸入電壓Vin，另一個短接時，Vout = Vin/k ；4當(dāng)原邊兩個繞組同時接輸入電壓Vin時，Vout = 2*Vin/k。通過控制電路切換開關(guān)Kl、Kl'、K2、K2'，使之達到上述變壓器Tl的四種狀態(tài)， 則可以得到四種補償電壓等級。當(dāng)由原邊一個繞組工作狀態(tài)切換至兩個繞組工作狀態(tài)時，切換時序為第一繞組工作，第二繞組短接，即Kl閉合、Kl'斷開、Κ2斷開、Κ2'閉合；第一繞組短接，第二繞組短接，即Kl斷開、Kl'閉合、Κ2斷開、Κ2'閉合；第一繞組工作，第二繞組懸空，即Kl閉合、Kl'斷開、Κ2斷開、Κ2'斷開；第一繞組工作，第二繞組工作，即Kl閉合、Kl'斷開、Κ2閉合、Κ2'斷開；當(dāng)由原邊兩個繞組工作狀態(tài)切換至一個繞組工作狀態(tài)時，切換時序為第一繞組工作，第二繞組工作，即Kl閉合、Kl'斷開、Κ2閉合、Κ2'斷開；第一繞組工作，第二繞組懸空，即Kl閉合、Kl'斷開、Κ2斷開、Κ2'斷開；第一繞組短接，第二繞組短接，即Kl斷開、Kl'閉合、Κ2斷開、Κ2'閉合；
第一繞組工作，第二繞組短接，即Kl閉合、Kl'斷開、K2斷開、K2'閉合；開關(guān)Κ1、Κ1'、Κ2、Κ2'的狀態(tài)與變壓器輸出電壓(即穩(wěn)壓裝置的補償電壓)的關(guān)系為
閉合、Κ2斷開、Κ2'閉合時，Vout = 0，輸出電壓為Vin ； 斷開、Κ2斷開、Κ2'斷開時，Vout = Vin/(2*k)，輸出電壓為Vin/
斷開、K2斷開、K2'閉合時，Vout = Vin/k，輸出電壓為Vin/ 斷開、K2閉合、K2'斷開時，Vout = 2*Vin/k，輸出電壓為2*Vin/AKl 斷開、KlBKl 閉合、Kl'
(2*k)+Vin ；CKl 閉合、Kl
k+Vin ；DKl 閉合、Kl'
k+Vin ；切換過程上述的四種補償電壓下的開關(guān)狀態(tài)按照D — B — A — C或C — A — B — D的順序， 每兩個相臨的狀態(tài)之間，只有一個開關(guān)狀態(tài)不同；按照上述順序的兩個相臨狀態(tài)切換時，瞬態(tài)過程是平穩(wěn)過渡的，不會導(dǎo)致瞬間電壓跌落至零。這是切換過程中的時序要求，舉例如下當(dāng)處于狀態(tài)C，即Kl閉合、Kl'斷開、K2斷開、K2'閉合時，如果需要切換到狀態(tài) B，需要先切換到狀態(tài)Α，然后從狀態(tài)A切換到狀態(tài)B，以保證瞬態(tài)過程平穩(wěn)過渡。
權(quán)利要求
1.一種無諧波污染和瞬間輸出電壓跌落的穩(wěn)壓器，包括變壓器Tl ；其特征在于還包括第一開關(guān)K1、第二開關(guān)K2、第一短路開關(guān)Kl'和第二短路開關(guān)K2'；所述變壓器Tl的原邊包括第一繞組和第二繞組，所述變壓器的副邊包括第三繞組；所述第一繞組和第二繞組的同名端為正向，所述第一繞組和第三繞組的同名端為反向；所述第一繞組的高壓端接第一開關(guān)Kl的一端，第一開關(guān)Kl的另一端作為穩(wěn)壓器輸入高端L ；所述第一繞組的高壓端和低壓端之間設(shè)置有第一短路開關(guān)Kl ‘；所述第一繞組的低壓端與第二繞組的低壓端共同作為穩(wěn)壓器低端N ；所述第二繞組的高壓端接第二開關(guān)Κ2的一端，第二開關(guān)Κ2的另一端與第一開關(guān)Kl的另一端連接；所述第二繞組的高壓端和低壓端設(shè)置有第二短路開關(guān)Κ2'；所述第三繞組的低壓端接穩(wěn)壓器輸入高端L ；所述第三繞組的高壓端作為穩(wěn)壓器的輸出高端 L'。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無諧波污染和瞬間輸出電壓跌落的穩(wěn)壓器，其特征在于所述變壓器Tl采用三柱式鐵心，所述第三繞組設(shè)置在中間柱上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無諧波污染和瞬間輸出電壓跌落的穩(wěn)壓器，其特征在于 所述第一繞組和第三繞組的變比與第二繞組和第三繞組的變比相等。
4.權(quán)利要求1所述穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓方法，其特征在于該方法具體如下1當(dāng)由原邊一個繞組工作狀態(tài)切換至兩個繞組工作狀態(tài)時，切換時序為 Kl閉合、Kl'斷開、Κ2斷開、Κ2'閉合一 Kl斷開、Kl'閉合、Κ2斷開、Κ2'閉合一 Kl閉合、Kl'斷開、Κ2斷開、Κ2'斷開一 Kl閉合、Kl'斷開、Κ2閉合、Κ2'斷開；2當(dāng)由原邊兩個繞組工作狀態(tài)切換至一個繞組工作狀態(tài)時，切換時序為 Kl閉合、Kl'斷開、Κ2閉合、Κ2'斷開一 Kl閉合、Kl'斷開、Κ2斷開、Κ2'斷開一 Kl斷開、Kl'閉合、Κ2斷開、Κ2'閉合一 Kl閉合、Kl'斷開、Κ2斷開、Κ2'閉合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無諧波污染和瞬間輸出電壓跌落的穩(wěn)壓器及穩(wěn)壓方法，穩(wěn)壓器，包括變壓器、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第一短路開關(guān)和第二短路開關(guān)；變壓器的原邊包括第一繞組和第二繞組，變壓器的副邊包括第三繞組。本發(fā)明利用原邊雙繞組變壓器，在第一開關(guān)、第二開關(guān)、第一短路開關(guān)和第二短路開關(guān)進行切換的過程中保證輸出電壓仍能穩(wěn)定輸出，而不會產(chǎn)生瞬間跌落，以適應(yīng)某些對瞬間電壓跌落敏感的設(shè)備的要求，尤其是大功率的場合。另外，本發(fā)明穩(wěn)壓器未采用晶閘管等非線性器件，不會產(chǎn)生諧波污染。
文檔編號H02M5/32GK102368665SQ20111039277
公開日2012年3月7日 申請日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者盧家林, 王昆 申請人:西安愛科電子有限責(zé)任公司