專利名稱：模塊化鐵磁諧振式抗干擾交流穩(wěn)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種交流穩(wěn)壓裝置。主要涉及一種容量和體積結(jié)構(gòu)可以以基本穩(wěn)壓單元進行并聯(lián)疊加的鐵磁諧振式抗干擾交流穩(wěn)壓器(簡稱CWY)和交流恒壓變壓器(簡稱CVT)。
近幾年來隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各類計算機高檔微電子設(shè)備被大量使用。由于微電子設(shè)備比較脆弱，對電網(wǎng)的可靠性、穩(wěn)定性、純凈性的要求比較高，因而就產(chǎn)生了各種各樣的抗干擾型交流穩(wěn)壓電源，以抗擊電網(wǎng)中大量產(chǎn)生的電壓波動、浪涌、下陷、雷擊、尖峰干擾等威脅高檔電子設(shè)備正常運行的不利因素。在這些抗干擾交流穩(wěn)壓電源中CWY和CVT這兩種鐵磁諧振式抗干擾交流穩(wěn)壓電源的綜合性能較好，它們同時具有穩(wěn)壓范圍寬、抗干擾能力強、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高等特點，所以獲得廣泛應(yīng)用。其結(jié)構(gòu)如

圖1所示(以單相CWY為例)其鐵磁諧振變壓器的初級繞組由輸入主繞組N1和輸入補償繞組N2串聯(lián)而成。次級繞組由輸出主繞組N3和輸出補償繞組N4串聯(lián)而成。在N3繞組上并聯(lián)有電容器組C。在輸入電流Ii的調(diào)制下產(chǎn)生諧振，從而使得次級的磁路進入飽和。這時當輸入電壓Vi變化時，可以使輸出電壓VO保持穩(wěn)定，實現(xiàn)了穩(wěn)壓過程。由于這類諧振式交流穩(wěn)壓電源的工作原理比較特殊，次級磁路在工作時不論是否帶負載都要進入飽和區(qū)，所以CWY的運行損耗就較大總處于高損耗區(qū)。這樣，不僅嚴重浪費能源，還直接導致整機溫升過高、噪音大、漏磁嚴重而影響環(huán)境。隨著穩(wěn)壓器容量等級的增大，主變壓器鐵芯的重量成比例增加，體積也過于龐大，使得運輸、安裝非常困難，再者由于損耗的增加與鐵芯散熱面積的增加不成正比，所以大功率CWY或CVT的鐵芯溫升很高，直接導致故障率急劇上升。所以這類電源的應(yīng)用范圍一般都在20KVA以下(三相)。超過此范圍后，用戶對損耗、噪音、故障率高、運輸、安裝不便的反映就比較強烈。
本實用新型的目的是針對上述交流穩(wěn)壓裝置存在的問題，提出一種能大幅度減輕運輸、安裝重量、減少運行損耗、降低噪音、大幅度提高運行可靠性的模塊化、大功率鐵磁諧振式抗干擾交流穩(wěn)壓電源裝置。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案即在現(xiàn)有CWY或CVT的原理基礎(chǔ)上，將重量、體積都較大的整體式主變壓器電路改變成為由穩(wěn)壓原理相同、電路結(jié)構(gòu)相同的多個重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)上可單獨安裝的小容量穩(wěn)壓模塊并聯(lián)而成的輸出較大容量的CWY穩(wěn)壓器，這些可單獨拆卸安裝的小容量穩(wěn)壓模塊通過電流檢測控制電路并聯(lián)，通過電流檢測控制電路，自動地根據(jù)負荷的大小決定模塊投入并聯(lián)運行的時間和數(shù)量。
圖1為現(xiàn)有的鐵磁諧振式抗于擾穩(wěn)壓電源(CWY)電路原理圖。
圖2為本實用新型的電路原理圖。
圖3為本實用新型的電流檢測控制電路原理圖。
圖4為模塊化大功率鐵磁諧振式抗干擾交流穩(wěn)壓電源實施例的具體電路圖。
圖中B為鐵磁諧振穩(wěn)壓器鐵芯，N1為輸入主繞組，N2為輸入補償繞組，N3為輸出主繞組，N4為輸出補償繞組，C為諧振電容，i為輸入電流，Vi為輸入電壓，VO為輸出電壓，K為繼電器切換開關(guān)，a為電流檢測電路，b為運算比較電路，c為驅(qū)動執(zhí)行電路。
如圖2所示，用多個結(jié)構(gòu)上完全獨立，但穩(wěn)壓原理和電路形式完全相同的穩(wěn)壓模塊A0,A1,…,An通過開關(guān)K1,K2,…,KN自動投入并聯(lián)模塊個數(shù)的穩(wěn)壓電源來取代圖1所示的一個大輸出容量、但體積重量都很大的整體式CWY交流穩(wěn)壓電源，在輸變電壓之間，并聯(lián)著至少兩個含鐵磁諧振式抗干擾結(jié)構(gòu)的穩(wěn)壓模塊A0,A1,…,An，各個穩(wěn)壓模塊A0,A1,…,An的輸入端和輸出端分別與開關(guān)K1,K2,…,KN的觸點1K1-1,K2-1,…,KN-1和觸點2K1-2,K2-2,…,KN-2連接，開關(guān)K1,K2,…,KN設(shè)置在電流檢測控制電路(1)上，穩(wěn)壓模塊A0,A1,…,An的鐵磁諧振變壓器的初級繞組由輸入主繞組和輸入補償繞組串聯(lián)而成，次級繞組由輸出主繞組和輸出補償繞組串聯(lián)而成。穩(wěn)壓模塊A0,A1,…,An可以是單相穩(wěn)壓模塊，也可以是三相穩(wěn)壓模塊，其控制投入或切除的原理和電流檢測控制電路都是一樣的。
如圖3所示，電流檢測控制電路(1)由電流檢測電路a、比較運算電路b、驅(qū)動執(zhí)行電路c連接而成，電流檢測電路由電流檢測環(huán)及二極管、電阻、電容連接而成，電流檢測環(huán)(2)套在輸變電壓的輸出端，電流檢測環(huán)(2)的信號輸出端與二極管D的正極連接，二極管D的負極與電容G、電阻R1并接后作為電流檢測電路(1)的輸出端與比較運算電路b的輸入端連接，比較運算電路b由多個運算器G11…,Gn1及其分立元件并聯(lián)而成，分立元件可由多個電阻組成每個運算器G11…,Gn1的正電壓輸入端與電流檢測電路a的輸出端并接，每個運算器G11…,Gn1的輸出端分別與驅(qū)動執(zhí)行電路c的輸入端連接，驅(qū)動執(zhí)行電路C由多個驅(qū)動器G12…,Gn2及繼電器K1…,Kn分別串聯(lián)組成，每個驅(qū)動器G12…,Gn2的輸出端與一個繼電器K1…,Kn連接，每個驅(qū)動器的輸入端作為驅(qū)動執(zhí)行電路c的輸入端與運算電路b的運算器G11…,Gn1輸出端連接，繼電器K1…,Kn的另兩個觸點，分別與穩(wěn)壓模塊的主輸入繞組和主輸出繞組連接。
本實用新型用多個可單獨拆卸的小容量穩(wěn)壓模塊來取代一個大的整體化的鐵芯。這些穩(wěn)壓模塊是按穩(wěn)壓電源的實際負載大小不同(通過在電源輸出端的電路進行檢測)控制切換開關(guān)的動作來自動控制投入運行的模塊數(shù)量，以達到自動調(diào)節(jié)輸入功率減少備用功率損耗的目的。當負載較輕時投入運行的穩(wěn)壓模塊數(shù)量少，這時的運行損耗就較小。當負載較重時，電流檢測控制電路會自動將相應(yīng)的模塊投入工作，以滿足這時較重負載下的穩(wěn)壓范圍需要，這樣就可以在不影響穩(wěn)壓電源實際負載時各項性能的前提下，大大減少輕、空載運行時的電能損耗，實現(xiàn)節(jié)能的目的，同時由于模塊容量較小，裝拆方便，也大大改善了運輸條件和噪音漏磁指標。
本實用新型實施例如圖4所示一臺較大容量的CWY穩(wěn)壓電源，由兩個較小容量的穩(wěn)壓模塊A0和A1以及電流檢測控制電路組成。A0和A1的結(jié)構(gòu)與原理完全一樣，都由主變壓器鐵芯B，輸入主線圈N1，輸入補償線圈N2，輸出主線圈N3，輸出補償線圈N4和諧振電容器組C組成。模塊之間通過可拆卸端子進行電氣聯(lián)接，在運輸時穩(wěn)壓模塊可單獨運輸，這樣可以大大減輕運輸重量，到達安裝現(xiàn)場后進行安裝即可。模塊現(xiàn)場安裝完畢后，由圖4可知，模塊A1是通過繼電器開關(guān)K1的觸點與主電路并聯(lián)的。K1的通斷是由電流檢測控制電路進行控制的。負載的大小通過電流檢測電路a轉(zhuǎn)化為一個電平信號，然后經(jīng)過比較電路b與事先設(shè)定的給定值進行比較，如果負載較輕比較器G11就輸出一個低電平信號，驅(qū)動器G12不驅(qū)動繼電器。如果負載較重，比較器G11就會輸出一個高電平信號以使驅(qū)動器G12驅(qū)動繼電器K1工作，以投入第二個穩(wěn)壓模塊A1，增加輸出容量，保證重載情況下的各項指標不變。在本實施例中，整臺穩(wěn)壓電源是由兩個穩(wěn)壓模塊A0,A1組成的。當負載較輕時，繼電器K1不動作，觸點K1-1,K1-2是處于常開狀態(tài)，這時穩(wěn)壓模塊A1沒有并入電網(wǎng)。實際上整機處于一個小容量模塊A0單獨工作的狀態(tài)，這時的損耗為整機損耗的一半，噪音和漏磁也較小。由于負載較輕，因此這時的穩(wěn)壓范圍指標并不受影響，但整機運行壽命卻因損耗小，散熱條件好而有較大幅度提高。當負載增加后，負載電流的大小通過電流檢測電路中的整流二級管D1濾波電容C1，分壓電阻R1變成相應(yīng)的電平信號送入比較運算電路b．比較電路b中可調(diào)電阻R3已設(shè)定好重載信號電平的數(shù)值。當負載較重時，負載電平信號大于設(shè)定的重載信號電平，則比較器G11(型號為324)翻轉(zhuǎn)輸出一個高電平驅(qū)動信號，通過驅(qū)動器G12(型號為2002A)驅(qū)動繼電器K1。這時，觸點K1-1,K1-2閉合，使得穩(wěn)壓模塊A1并入電網(wǎng)共同對負載供電，以保證重載情況下的性能和穩(wěn)壓范圍不變。因用戶的負載狀態(tài)是變化的，一日之內(nèi)經(jīng)常工作在輕載狀態(tài)。所以通過本實用新型改進的穩(wěn)壓電源就可以經(jīng)常運行在一個模塊(A0)工作的狀態(tài)，達到了節(jié)能、降耗、提高運行壽命、減少漏磁和噪音干擾的目的，同時使運輸和安裝也大為方便，體積小、重量輕。極大地提高了產(chǎn)品的競爭力。
權(quán)利要求1.一種模塊化鐵磁諧振式抗干擾交流穩(wěn)壓器，其特征在于整個穩(wěn)壓電源由多個穩(wěn)壓原理相同、電路結(jié)構(gòu)相同的小容量穩(wěn)壓模塊通過電流檢測控制電路并聯(lián)而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流穩(wěn)壓器，其特征在于在輸變電壓之間，并聯(lián)著至少兩個含鐵磁諧振式抗干擾結(jié)構(gòu)的交流穩(wěn)壓模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流穩(wěn)壓器，其特征在于每個穩(wěn)壓模塊的輸入和輸出端口，都沒有接線端，分別與電流檢測控制電路的開關(guān)觸電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流穩(wěn)壓器，其特征在于電流檢測控制電路由電流檢測電路、比較運算電路、驅(qū)動執(zhí)行電路連接而成，電流檢測電路由電流檢測環(huán)及二極管、電阻、電容連接而成，電流檢測環(huán)套在輸變電壓的輸出端，電流檢測環(huán)的信號輸出端與二極管的正極連接，二極管的負極與電容電阻并接后作為電流檢測電路的輸出端與比較運算電路的輸入端連接，比較運算電路由多個運算器及其分立元件并聯(lián)而成，分立元件可由多個電阻組成每個運算器的正電壓輸入端與電流檢測電路的輸出端并接，每個運算器的輸出端分別與驅(qū)動執(zhí)行電路的輸入端連接驅(qū)動電路由多個驅(qū)動器及繼電器分別串聯(lián)組成，每個驅(qū)動器的輸出端與一個繼電器連接，每個驅(qū)動器的輸入端作為驅(qū)動執(zhí)行電路的輸入端與運算電路的運算器輸出端連接，繼電器的另兩個觸點，分別與穩(wěn)壓模塊的主輸入繞組和主輸出繞組連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流穩(wěn)壓變壓器，其特征在于穩(wěn)壓模塊的鐵磁諧振變壓器的初級繞組由輸入主繞組和輸入補償繞組串聯(lián)而成，次級繞組由輸出主繞組和輸出補償繞組串聯(lián)而成。
專利摘要一種模塊化鐵磁諧振式抗干擾交流穩(wěn)壓器,其特征在于整個穩(wěn)壓電源由多個穩(wěn)壓原理相同、電路結(jié)構(gòu)相同的小容量穩(wěn)壓模塊通過電流檢測控制電路并聯(lián)而成。本實用新型用多個可單獨拆卸的小容量穩(wěn)壓模塊來取代一個大的整體化的鐵芯。這些穩(wěn)壓模塊是按穩(wěn)壓電源的實際負載大小不同(通過在電源輸出端的電路進行檢測)控制切換開關(guān)的動作來自動控制投入運行的模塊數(shù)量,以達到自動調(diào)節(jié)輸入功率減少備用功率損耗的目的。
文檔編號H02M1/12GK2327114SQ9823407
公開日1999年6月30日 申請日期1998年4月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月22日
發(fā)明者張安城 申請人:張安城