电流过零切换数控交流稳压器制造技术

一种电流过零切换数控交流稳压器，其特殊之处在于：利用电流过零检测电路ＩＯ将电流取样电路ＩＪ输出的电流过零信号进行检波放大，来控制启动电路ＱＤ中的短路开磁ＤＫ，将电压过零检测电路ＶＯ输出的电压过零启动信号对地短路，同时由整形电路ＺＸ将电流过零信号进行反相并整形经或门电路ＨＭ送至４Ｄ锁存触发器４Ｄｂ的ＣＰ端，将输入市电电压峰值刚越过时，由输入电压检测电路ＶＪ所检测到的检测结果，在电流过零时译码输出，控制电子开关ＳＣＲ进行自动切换。（*该技术在2003年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种交流稳压装置，尤其是涉及一种数控交流稳压器。目前市场上出现的各种数控交流稳压器，普遍采用电压过零切换的方式，即在电压过零时关断一只电子开关，同时开启另一只电子开关，改变主变压器的变比，使其输出电压稳定在所设定的范围(一般为220±5V)内。本人1992年7月4日申请的一种“自动控制交流稳压器”(申请号为92227228.X)就属于上述的数控交流稳压器。由于这种数控交流稳压器中所使用的电子开关为双向可控硅，因此只有在负载电流为零时才能可靠地切换，否则将会出现两只双向可控同时处于导通状态，以致造成主变压器局部短路。由于主变压器本身是感性负载，因此只有所带负载是容性的，而且经主变压器变换后成为一种纯阻性负载才能可靠地切换，所以在实际使用中无法避免主变压器局短路而致使可控硅烧毁的现象。为了解决这一技术问题，目前国内一些生产厂家普遍采用下述两种措施其一是加大可控硅的容量，使其富裕量接近20倍，同时在可控硅上串联快熔断保险丝。这一措施只能保护主变压器，而不能彻底避免烧毁可控硅的后果；同时由于主变压器经常反复局部短路，使用寿命大大缩短；另外，整个机器的制造成本成倍地增加，且额定功率越大成本越高。其二是采用两只大功率晶体管反向并联代替双向可控硅。这样做尽管可以避免烧电子开关的问题，但是同第一种技术措施一样，成本太高。为了解决上述技术难题，本技术公开了一种电流过零型自动切换数控交流稳压器，旨在降低数控交流稳压器的成本。为了实现上述目的，本技术的技术解决方案包括直流稳压电源WY、输入电压检测电路VJ、优先编码器BM、电压峰值检测电路FV、4D锁存触发器4Da、译码器YM、电子开关SCR和主变压器B1，其特征是还包括4D锁存触发器4Db、或门电路HM、启动电路QD、电流取样电路IJ和电流过零检测电路IO；所述的4D锁存触发器4Db的四个输入端分别与4D锁存触发器4Da的输出端相连，四个输出端分别与译码器YM的输入端相连，时钟脉冲输入端CP与或门电路HM的输出端相连；所述的启动电路QD包括主要由电压比较器A10构成的电压过零检测电路VO和在三极管BG10的基极设置积分电路构成的具有延时作用的短路开关DK，其中电压比较器A10的反相输入端串联限流电阻R36后与输入电压检测电路VJ中的a点相连，电压比较器A10的输出端串联限流电阻R45后与短路开关DK中三极管BG10的集电极以及或门电路HM的一个输入端相连；所述的电流取样电路IJ是由串联在市电输入端b点和电子开关SCR之间的两只反向并联的二极管D13和D14所构成的，其中二极管D13和D14与电子开关SCR相连的结点接地；所述的电流过零检测电路IO是将双向检波放大电路F的输出端与整形电路ZX的输入端相连所构成的，其中，双向检波放大电路F的输入端与电流取样电路IJ的市电输入端b点相连，整形电路ZX的输出端与或门电路HM的另一个输入端相连，双向检波放大电路F的输出端串联隔离二极管D17后与短路开关DK中的积分电路的输入端相连。由于本技术采用了电压过零启动和电流过零切换技术，实现了交流电的电流过零切换稳压，因此，与现有的各种数控交流稳压器相比，具有下列突出的优点的效果1、无论是感性负载还是容性负载均可使用，而且波形不失真；2、较同规格的同类产品成本下降50％；3、电路简单，调试方便。以下结合附图和一个优选实施例对本技术进行进一步详细描述，以便公众进一步理解本技术的上述目的和所能达到的效果，更好地掌握本技术的实施手段，但本技术不受所述实施例限制。 附图说明图1为本技术的结构框图；图2为图1中启动电路QD和电流过零检测电路IO的结构框图；图3、图4和图5构成本技术一种优选实施方案的电原理图，三幅图中引出线的同名端相连；图6为图3、图4、图5所示实施方案在工作时h点的电流波形图和a、b、e、f、g、n点的电压波形图，图中显示出h点电流波形与上述各点电压波形的对应关系；图7为启动时图3中h点的电流波形和图4中C点的电压波形图。实施例参照图3、图4和图5，电压比较器A1～A12由三块四电压比较器LM339担任；运算放大器F1和F2由一块双运放TL072担任；IC1为优先编码器40147；IC2和IC3均为4D锁存触发器40175；IC4为译码器4028；IC5和IC6均为555时基电路；IC7和IC8为一块双主－－从D型触发器CC4013。上述以外的集成电路和电子元件参照图示标准符号或直接标注的规格型号选配。参照图4和图1、图2，双运放TL017和电阻R37～R42、二极管D16和D18构成双向检波放大电路F，检测由两只反向并联的二极管D13和D14构成的电流取样电路IJ所输出电流过零信号，并加以放大、整流，分别送至短路开关DK和整形电路ZX的输入端。参照图4和图2，整形电路ZX是由555时基电路IC5和电阻R49、R50、R51以及电容C11、C12所构成的下降沿触发单稳态电路。其作用是将g点输出的脉冲信号倒相并修正成标准方波信号(参见图6)，以提高抗干扰能力，使切换动作干脆。参照图4和图1或图2，或门电路HM由两只正极相连的二极管D20和D21构成，其作用主要是将起动电路QD或整形电路ZX的输出的正脉冲传送至IC3的时钟脉冲输入端CP，完成启动或电流过零时切换的任务。参照图3，辅助变压器B2的次级包括三组线圈L1、L2、和L3，其中L1输出的交流电压经整流稳压、滤波后输出15V直流电压V1作电压比较器A1～A8以及A10的参考电平和555时基电路IC6的直流电源，输出5V直流电压V2作直流电源；L2输出交流电压经二极管D1～D4整流后为电压比较器A1～A8提供比较电平，为电压比较器A9提供电压峰值信号，为电压比较器A10提供电压过零信号；L3输出的交流电压经整流、稳压、滤波后输出±8V直流电压V3和V4作双运放TL072的直流电源。参照图3，电流互感器H为图5中短路保护电路提供过流信号；绕在主变压器B1上的辅助绕组L4为图5中的过压保护电路提供过压信号。以下结合附图和实施例简要说明本技术所述电流过零切换数控交流稳压器的工作原理。参照图3、图4和图5，合上电源开关K接通市电，通过电阻R70对电容C15充电，同时主要由555时基电路IC6构成的软启动电路开始延时，IC6的3脚输出高电平，继电器J不能吸合(参见图5)，继电器J的常开触头J1－1处于常开状态(参见图3)。当电容C15的端电压充至2／3V1时，软启动电路延时结束，IC6的3脚输出低电平，继电器J得电吸合，其常开触头J1－1闭合，整个机器投入运行。参照图3，由于优先编码器IC1的输入端1通过电阻R22接地，因此在继电器J的常开触头J1－1闭合时，即使在辅助变压器B2的次级绕组L3所输出的交流电压过零时(即输入交流电压过零)IC1也可进行编码工作，而且待输入交流电压正半周或负半周峰值一过，由电压比较器A9输出一个正脉冲送至4D锁存触发器IC2的CP端，将IC1的编码结果锁存从反相输出端输出，一旦输入交流电压再次过零，启动电路QD中电压比较器A10输出一个正脉冲，通过限流阻R45和二极管D21送至4D锁存触发器IC3的CP端，IC3从正相输出端输出编码结果送本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流过零切换数控交流稳压器，包括直流稳压电源ＷＹ、输入电压检测电路ＶＪ、优先编码器ＢＭ、电压峰值检测电路ＦＶ、４Ｄ锁存触发器４Ｄａ、译码器ＹＭ、电子开关ＳＣＲ和主变压器Ｂ１，其特征是还包括４Ｄ锁存触发器４Ｄｂ、或门电路ＨＭ、启动电路ＱＤ、电流取样电路ＩＪ和电流过零检测电路ＩＯ；所述的４Ｄ锁存触发器４Ｄｂ的四个输入端分别与４Ｄ锁存触发器４Ｄａ的输出端相连，四个输出端分别与译码器ＹＭ的输入端相连，时钟脉冲输入端ＣＰ与或门电路ＨＭ的输出端相连；所述的启动电路ＱＤ包括主要由电压比较器Ａ１０构成的电压过零检测电路ＶＯ和在三极管ＢＧ１０的基极设置积分电路构成的具有延时作用的短路开关ＤＫ，其中电压比较器Ａ１０的反相输入端串联限流电阻Ｒ３６后与输入电压检测电路ＶＪ中的ａ点相连，电压比较器Ａ１０的输出端串联限流电阻Ｒ４５后与短路开关ＤＫ中三极管ＢＧ１０的集电极以及或门电路ＨＭ的一个输入端相连；所述的电流取样电路ＩＪ是由串联在市电输入端ｂ点和电子开关ＳＣＲ之间的两只反向并联的二极管Ｄ１３和Ｄ１４所构成的，其中二极管Ｄ１３和Ｄ１４与电子开关ＳＣＲ相连的结点接地；所述的电流过零检测电路ＩＯ是将双向检波放大电路Ｆ的输出端与整形电路ＺＸ的输入端相连所构成的，其中，双向检波放大电路Ｆ的输入端与电流取样电路ＩＪ的市电输入端ｂ点相连，整形电路ＺＸ的输出端与或门电路ＨＭ的另一个输入端相连，双向检波放大电路Ｆ的输出端串联隔离二极管Ｄ１７后与短路开关ＤＫ中的积分电路的输入端相连。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏多山，
申请(专利权)人：魏多山，
类型：实用新型
国别省市：34[中国|安徽]