[发明专利]一种交流斩波器

权利要求书

1.一种交流斩波器，连接于交流电源1和负载电路8之间，其中包括多个开关的开关组，开关组与所述交流电源1连接；

所述开关组包括第一单向开关S1、第二单向开关S2、第三单向开关S3、和第四单向开关S4；第一单向开关S1和第四单向开关S4组成双向开关T1，第二单向开关S2和第三单向开关S3组成双向开关T2；其中开关S1的阳极与开关S2的阴极相连，开关S2的阳极与开关S3的阳极的相连，开关S3的阴极与开关S4的阳极相连；其中每一个单向开关分别包括一个开关管和一个二极管，所述二极管并联于所述开关管的集电极和发射极之间，所述二极管的阴极与所述开关管集电极连接，这一端为所述开关的阴极；所述二极管的阳极与所述开关管发射极连接，这一端为所述开关的阳极；

其特征在于，所述交流斩波器装置还包括：电压极性检测器6和开关控制逻辑单元7，其中，电压极性检测器6连接于所述交流电源1两端，用于在开关切换状态的时刻检测出所述交流电源1的电压极性；开关控制逻辑单元7接收所述电压极性检测器6发来的电压极性信号，并根据所述电压极性信号向所述开关组的多个开关发出不同的控制信号，以控制所述多个开关的状态切换顺序，最终使电路在续流模式与有源模式之间相互转换，并且所述电路的两种工作模式相互转换时没有负载电路8中的电流失去回路和所述交流电源1短路的情况发生；

在开关控制逻辑单元7的控制下，所述交流电源1、所述双向开关T1和所述负载电路8构成第一回路，当第一单向开关S1和第四单向开关S4开通，第一回路导通时，电路工作在有源模式；所述双向开关T2和所述负载电路构成第二回路，其中所述负载电路8包括电感部分，当第二单向开关S2和第三单向开关S3开通，第二回路导通时，负载电路8与交流电源1断开，由于负载电路8中含有电感，负载电路8中电流不会马上消失，电路工作在续流模式；根据电压极性信号来控制多个开关的导通顺序的开关切换方法能保证所述第一回路和所述第二回路至少有一个是导通的，即电路或者工作在有源模式或者工作在续流模式。

2.如权利要求1所述的交流斩波器装置，其特征在于，所述开关管可以是双极型晶体管、绝缘栅双极型晶体管、金属氧化物场效应管晶体管、磁控管、或门控断流器中的一种。

3.如权利要求1所述的交流斩波器装置，其特征在于，所述开关控制逻辑单元7对所述开关组的控制包括以下模态：

根据电压极性检测器6的输出信号，当所述交流电源1与所述第一单向开关S1连接的一端为正极时，电路从续流模式转换到有源模式开关按照以下模态转换顺序进行：

第1模态：所述第一单向开关S1和第四单向开关S4关断，第二单向开关S2和第三单向开关S3开通，所述第二回路导通，电路处于续流模式；

第2模态：所述第四开关S4关断，第一单向开关S1、第二单向开关S2和第三单向开关S3开通，所述第二回路导通，即电路工作在续流模式，当所述负载电路8中电流使与第四开关S4相并联的二极管正向偏置时，所述第一回路也导通，即电路工作在有源模式；

第3模态：所述第三单向开关S3和第四单向开关S4关断，第一单向开关S1和第二单向开关S2开通，根据所述负载电路8中电流的方向，所述第一回路和所述第二回路中有一个导通，即电路或者工作在有源模式或者工作在续流模式；

第4模态：所述第三单向开关S3关断，第一单向开关S1、第二单向开关S2和第四单向开关S4开通，所述第一回路导通即电路工作在有源模式，当所述负载电路8中电流使与第三开关S3相并联的二极管正向偏置时，所述第二回路也导通即电路工作在续流模式；

第5模态：所述第二单向开关S2和第三单向开关S3关断，第一单向开关S1和第四单向开关S4开通，只有所述第一回路导通，电路工作在有源模式；

当所述交流电源1与所述第一单向开关S1连接的一端为正极时，电路从有源模式转换到续流模式，开关按照上述相反的模态转换顺序进行：第5模态、第4模态、第3模态、第2模态、第1模态；

根据电压极性检测器6的输出信号，当所述交流电源1与所述第四单向开关S4连接的一端为正极时，电路从续流模式转换到有源模式开关按照以下模态转换顺序进行：

第6模态：所述第一单向开关S1和第四单向开关S4关断，第二单向开关S2和第三单向开关S3开通，所述第二回路导通，所述电路处于续流模式；

第7模态：所述第一单向开关S1关断，第二单向开关S2、第三单向开关S3和第四单向开关S4开通，所述第二回路导通即电路工作在续流模式，当所述负载电路8中电流使与第一单向开关S1相并联的二极管正向偏置时，所述第一回路也导通即电路工作在有源模式；

第8模态：所述第一单向开关S1和第二单向开关S2关断，第三单向开关S3和第四单向开关S4开通，根据所述负载电路8中电流的方向，所述第一回路和所述第二回路中有一个导通，即电路或者工作在有源模式或者工作在续流模式；

第9模态：所述第二单向开关S2关断，第一单向开关S1、第三单向开关S3和第四单向开关S4开通，所述第一回路导通即电路工作在有源模式，当所述负载电路8中电流使与第二开关S2相并联的二极管正向偏置时，所述第二回路也导通即电路工作在续流模式；

第10模态：所述第二单向开关S2和第三单向开关S3关断，第一单向开关S1和第四单向开关S4开通，只有所述第一回路导通，所述电路工作在有源模式；

当所述交流电源1与所述第四单向开关S4连接的一端为正极时，电路从有源模式转换到续流模式，开关按照上述相反的模态转换顺序进行：第10模态、第9模态、第8模态、第7模态、第6模态。