[发明专利]波形重组合电源

说明书

本发明涉及一种电源变换装置，具体地说，是一种采用波形重组合技术（WRT）构成的组合电源。

为生成各种特定波形，或从一种电力波形变换到另一种电力波形，或从不稳定的电力波形变成稳定电力波形，现有技术采用信号发生器、变流机（如直流变交流的电机）、变压器（改变交流幅值的电器）、放大器（电压或电流幅值放大）、逆变器（直流变直流或直流变交流）、稳定器（稳定电压、电流、频率等）和各种电路，所有以上这些设备装置都或多或少地存在着这样那样的缺点，如电能转换效能低，波形失真度高，使用面狭，控制性能差。

图1为任意的周期性电压波形，令其一个周期内的波形均分成从t₀到t_n个时间分段，则对应于各时刻，就会有从V₀到V_n个电压值。如果n足够大，该时段内的这个对应电压值可以认为是不变的，如果另外已有从V₀到V_n个（不多于n种）不同值的电压源可供选择的话，用电子开关按波形所要求的程序依次选通这些电压源就可以理想地得到该波形的电力输出，这就是目前正在研究的波形合成法，见英国专利申请GB2015-834A波形合成器（WAVEFORMSYNTHESIZER）。为了得到较好的波形，用波形合成法就需要大量的电压单元，而且每个电压单元都必须配有一只选通开关和一只零值二极管，从而使装置结构庞大，成本增高，所以波形合成法在实用上受到了一定的限制。

本发明的目的正是针对以上设备的缺陷，减少电压单元的个数，使组合电源结构简单，易于进行人工操作组合或采用数字控制技术、计算机控制技术实施自动组合。

本发明是这样实现的：有若干只电压单元，以供选通组合成所需要的组合电源，每只电压单元有一只相应的数值选通开关，数值选通开关受控制器控制，控制器提供输出波形数据，它带有译码器，该译码器与数值选择开关以电路相联结。所设置的电压单元是m进数制电源，共有n（m-1）只，按n位m进制数制规律选择布置，第a行b列位置上的电压单元的电压值是bm^a-1个单位电压;在同一行数位上的各电压单元的同名极与各自的数值选通开关串接后同向并联，然后再与一只公用零值二极管反向并联。各行不同数位的公用零值二极管按位数顺次串接后的二端点与换向桥的输入端相连接。换向桥是由两对换向开关构成，它用来改变组合电源的输出极性，换向桥的输出端与滤波器以电路连结。

参照以下15幅附图，并结合5张附表以及文字解释，对本发明的技术方案将更易于理解。

图1是电压波形合成法示意图。

图2是WRT的功率部分-电压成器（VS，33）及滤波输出示意图。

图3是n位m进制数制电源构成的电压合成器（换向桥同图2，略）示意图。

图4是八位二进制数电源构成的电压合成器（换向桥同图2，略）示意图。

图5是选通-206V时的简化电路及电流流向示意图。

图6是由交流电能供电、电容器储能的数制电源结构示意图。

图7是用机械开关的直流组合电源示意图。

图8是直流组合电源中防止同数位上的单元短路的联锁结构方案示意图。

图9是控制信号译码器（CSD，84）示意图。

图10是选通脉冲波形示意图。

图11是用WRT原理构成输出任意波形电源装置的原理图。

图12是用WRT原理构成交流或脉动直流变频变幅电源装置的原理图。

图13是用WRT原理构成交流无瞬断跟踪电源的原理图。

图14是用WRT原理将非稳定电能馈入电网的原理图。

图15是用计算机作为控制器的WRT万能电源原理图。

WRT原理中的第一个应用是数制电源和电压合成器，及由电压合成器构成的直流组合电源。

数字微电子技术的发展启示我们，如果用数量很少的数制电压源代替用在波形合成法中的大量电压源，用本发明中称为单元（ELE-MENTS）的数制电压（DIGITAL    VOLTAGES）的电源按数制规律布置联接，在称为电压合成器（VOLTAGE    SYHTHE-SIZER，简称VS）的功率部分先重新组合成一个个单独的电压源以代替波形合成法中的大量电压源，再一步步合成完整的波形，这就是本发明-WRT中的数制功率部分。