[发明专利]功率转换装置

说明书

本发明涉及一种能够调整电源系统的电压的功率转换装置，前述电源系统用于控制与该电源系统相连的负载的电压，并从而实现节能的效果。

在现有的功率转换装置，例如在单相电源中，使用了一种方法，在这种方法中自耦变压器带有多个分压抽头。

关于这点，作为第一种现有技术的节能装置的电路结构示于图11中。在图11的电路中，在单相AC输入端1A及1B输入的AC电压通过转接分压抽头40来调整，并且从单相AC输出端5C及5D输出。

如上所示，由于对负载的电压控制通过分压抽头转接来执行，电压控制只可以在预先提供的分压抽头数目的电压电平中执行，因此当需要精细的控制时，分压抽头的数目就不得不增加。

图12示出了第二种现有技术的节能装置实例，该装置可以用分压抽头转接控制来解决这些问题。

在图12所示的电路中，在单相AC输入端1A与1B之间输入的AC电压通过由半导体转换开关所构成的电压幅度调节器21转换为同相且幅度不同的电压，接着通过AC滤波器25去除波纹，并且从单相AC输出端5C及5D输出。

如上所示，AC电压通过半导体转换开关的关/闭操作来控制。因此AC电压可以始终被保持在预置电压。

由于在第一种现有技术中，电压控制通过分压抽头转换来执行，因此存在着下面的问题。

(1)由于输出电压的控制能力由分压抽头的数目所确定，为了改进控制的精度，就要增加分压抽头的数目，这样就导致了装置的加大和费用的增加。

(2)当分压抽头由机械接点构成时，需要考虑由于接点的磨损产生的使用寿命问题，并且需要适当的维护。因此，瞬时中断或类似情况可能会发生在分压抽头转接期间。

(3)即使用可控硅替代分压抽头，还仍然存在着颤动等问题。

此外，由于在第二种现有技术中，可以通过半导体转换开关来执行连续电压控制，用分压抽头转接的方法进行电压控制带来的问题可得到解决，然而仍有一个问题，即

(4)需要转换装置有对应于负载功率的容量，与第一种现有技术方法相比，降低了效率，因此不能得到所需要的节能效果。

因此，本发明的一个目的在于提供一种节能装置，该装置利用半导体转换开关使连续调整电压，将变压器的容量减少到负载容量的几十分之一，并且提高了基于电源容量的效率，从而得到明显的节能效果成为可能。

本发明的上述及其他目的、效果、特征以及优点将通过对其实施例的描述并结合附图而变得明了。

图1示出了根据本发明的功率转换装置第一实施例的电路图；

图2示出了根据本发明的功率转换装置第二实施例的电路图；

图3示出了根据本发明的功率转换装置第三实施例的电路图；

图4示出了根据本发明的功率转换装置第四实施例的电路图；

图5示出了根据本发明的功率转换装置第五实施例的电路图；

图6示出了根据本发明的功率转换装置第六实施例的电路图；

图7示出了根据本发明的带有功率表的功率转换装置的第七实施例的电路；

图8示出了根据本发明的带有功率表的功率转换装置的第八实施例的电路图；

图9示出了根据本发明的带有功率表的功率转换装置的第九实施例的电路图；

图10示出了根据本发明的带有功率表的功率转换装置的第十实施例的电路图；

图11示出了节能装置的第一种现有技术实施例的电路图；

图12示出了节能装置的第二种现有技术实施例的电路图；

本发明的优选实施例将结合附图详细描述如下。

<第一实施例>

本发明的第一实施例将结合图1进行描述。

在单相电源系统中，电压幅度调节器21用于直接将输入的AC电压转换为相对于输入的AC电压同相且幅度不同的电压，并且输出所调整的电压，其输入端连接到单相AC输入端1A和1B。前述电压幅度调节器是一个功率转换装置，即所谓的AC斩波器。

电压幅度调节器21的输出端通过AC滤波器25连接到具有彼此绝缘的两个线圈的变压器10的初级线圈，变压器10的次级线圈连接到单相输入端1A与单相AC输出端5C之间。

利用上述的结构，通过电压幅度调节器21将单相AC电压转换为相对于输入电压同相且幅度不同的电压，并且通过AC滤波器将其滤波为不带有波纹的正弦波电压，该电压激励变压器10的初级线圈以输出一个除以匝数比的电压。

此时，通过正极性连接变压器10的次级线圈以降低单相AC电压，比输入电压低的电压可以输出到单相AC输出端，从而向负载提供一个适当的电压。