[实用新型]超小型交流稳压器

说明书

本实用新型是一种超小型交流稳压器装置，其特征是在这种交流稳压器中作为电压调整部件是一个非铁磁材料构成的交流电子变压器，它替代了国内外已有各种交流稳压器中所必须具备的铁磁调整部件，从而使交流稳压器实现了超小型及超轻型的目的。

现有技术中的磁饱和稳压器，它是利用铁磁元件工作在非线性状态下而实现稳压目的，因铁磁部件的存在，而使产品体大笨重。

现有技术中的稳压变压器，也称参数变压器，同样属于铁磁部件，因此产品也是体大笨重。

现有技术中的磁放大器式交流稳压器，例目前市场上占主导地位的〔614〕型交流稳压器，它同样是依靠铁磁部件来调整电压，包括其晶体管电路控制和集成电路控制的改进产品，其体积，重量仍较大〔5KW达75～100kg〕。

现有技术中的〔MCA〕是在变压器的独立绕组群落中，用可控硅作组合开关，并实行微机控制的新型交流稳压器，因其也不能省掉铁磁部件，故其体积与重量仍较大〔5KW达50kg〕。

超小型交流稳压器的实施，是通过设计了一种能取代传统铁磁式升压变压器的交流电子升压器装置的基础上实现的，根据交流稳压器使用电压范围，确定升压变压器的升压比时，一般在1.2－1.4的非整数倍范围内选取，本发明的基础构思，即根据此情况设计了一种电学书刊中从未有过论述或报道的基础电路〔一种非整数倍压整流电路〕，参见附图1中的1A或1B即为实现本发明的基础电路单元，它是由n个容量相等的电容器及若干个二极管构成的电路，参照电路〔1A〕其工作原理如下：当电源输入的下端为正半周时，电流通过二极管D1、D2、D3对n个电容器C1、C2、C3进行串联充电，因每个电容器容量均等，每个电容器上所充的电压均等为U峰／n伏，式中U为电源电压，n为电容器只数。当电源输入的上端为正半周时，n个电容器中的电能通过二极管D7、D8、D9、D10构成并联放电型式并与电源电压叠加后，在F点形成非整数倍压值，倍压值等于U＋U峰／n伏，电路中n个电容充电时呈串联，放电时呈并联，则放电电流为充电电流的n倍，即小电流充电，大电流放电的特点，增强输出能力。本发明采用电容器只数n为3，升压比为1.33倍，附合交流稳压器中升压变压器的升压范围。附图2为交流电子升压器方框原理图，它由上述二个极性相反的非整数倍压整流器〔1A〕〔1B〕及二个交替导通的电子开关〔1a〕〔1b〕所组成，上述二个极性相反的非整数倍压整流器〔1A〕〔1B〕各由n个电容器及若干个二极管组成，电子开关〔1a〕〔1b〕为功率晶体管或可控硅元件。

附图1为交流电子升压器实施例图，参照图1上述电子开关〔1a〕〔1b〕分别跨接在二个极性相反的非整数倍压整流器〔1A〕〔1B〕的输出端F点，G点与交流升压后的输出端E点之间，当二个电子开关〔1a〕〔1b〕接受与电源同步的二个极性相反的控制信号时，互作交替导通，在E点输出升压后的交流电，该交流电电势为±〔U＋U峰／n〕伏，附图3C为升压后的交流电压波形图，图中虚线为n个电容器中每个电容器二端的电压UC，在与电源电压叠加后为±〔U＋UC〕。

附图4为超小型交流稳压器方框原理图，它包括交流电子升压器〔1〕，降压调整器〔2〕升压调整器〔3〕取样电路〔4〕闭环网络〔5〕〔6〕组成，上述升压调整器〔3〕降压调整器〔2〕为可控硅元件，也可采用晶体管或磁性调整元件，闭环网络〔5〕〔6〕可以是任何适用的负反馈闭环网络。图中A表示电源，B表示稳压输出，当电源电压低于额定输出电压时，瞬时输出电压下降，闭环网络〔5〕接受取样电路〔4〕的取样信号并输出调整信号，令降压调整器〔2〕停止降压，同时闭环网络〔6〕也接受取样信号，并输出调整信号，令升压调整器〔3〕作升压调整，交流电子升压器〔1〕受升压调整器〔3〕控制，使输出电压自动上升至额定值。当电源电压高于额定输出电压时，瞬时输出电压上升，闭环网络〔6〕接受取样电路〔4〕的取样信号，并输出调整信号，令升压调整器〔3〕停止升压，同时闭环网络〔5〕也接受取样信号，并输出调整信号，令降压调整器〔2〕作降压调整，输出电压自动下降至额定值。当电源电压等于额定输出电压时，闭环网络〔5〕〔6〕分别接受取样电路〔4〕的取样信号，并分别输出调整信号，令降压调整器〔2〕停止降压，令升压调整器〔3〕停止升压控制，交流电子升压器〔1〕停止升压，此时电源电压即为输出电压。

附图5为超小型交流稳压器实施例图，参照附图5，降压调整器〔2〕跨接于交流电子升压器〔1〕的输出端E点与交流稳压输出端N点之间，升压调整器〔3〕跨接于交流电子升压器〔1〕的输出端H点与电源M点之间。其工作原理如下：当电源电压低于额定输出电压时N与M点之间的输出电压下降，取样电路〔4〕的变压器B2绕组3、4输出的取样信号经闭环网络〔5〕使降压调整器〔2〕中的可控硅SCR1全导通，如忽略整流桥QL1的压降，此时E、N二点为等电位，即降压调整〔2〕停止降压，于此同时变压器B2绕组5、6输出的取样信号经闭环网络〔6〕的整流桥QL5、电容器C11电位器W3、取样信号降落在电阻R11二端，同时由变压器B1绕组7、8，整流桥QL4，电容器C10，稳压管DW2，电位器W4，电阻R9、R10，组成的给定参数与R11二端的取样信号比较后通过晶体管BG4，电容器C12，电阻R12、R13、R14、R15、R16，单结晶体管BT2的闭环调整并由BT2输出触发脉冲，由整流桥QL6，可控硅SCR2组成的升压调整器〔3〕中的SCR2接受触发脉冲，改变导通角，也即改变交流电子升压器〔1〕中n个电容器串联充电回路的时间常数，使电容器二端电压△UC上升并与电源电压叠加后等于额定输出电压，即△UC＋△U＝UL，式中△UC为电容器C1～C6每只电容器二端的电压，△U为电源电压，UL为额定稳压输出电压。当电源电压高于额定输出时，N与M点之间的输出电压上升，取样电路〔4〕的变压器B2绕组5、6输出的取样信号经闭环网络〔6〕使升压调整器〔3〕中的可控硅SCR2截止，受升压调整器〔3〕控制的交流电子升压器〔1〕停止升压，同时变压器B2绕组3、4输出的取样信号经闭环网络〔5〕中的整流桥QL2，电容器C8，电位器W2，取样信号降落在电阻R6二端；由变压器B1绕组5、6、整流桥QL3，电容器C9，稳压管DW1，电位器W1，电阻R8、R7组成的给定参数与R6二端的取样信号比较并通过晶体管BG3，电容器C7，电阻R5、R2、R3、R4、R1及单结晶体管BT1，BT1输出触发脉冲，降压调整器〔2〕中的可控硅SCR1接受触发脉冲而改变导通角，使输出电压自动下降至额定值。当电源电压等于额定输出电压时，闭环网络〔5〕〔6〕分别接受取样电路〔4〕的取样信号后令降压调整器〔2〕中的可控硅SCR1全导通，停止降压，另一路令升压调整器〔3〕中的可控硅SCR2截止，停止升压控制，交流电子升压器〔1〕停止升压，此时电源电压即为额定输出电压。每当升压调整器〔3〕停止升压控制，整机电流大部分通过交流电子升压器〔1〕中的二极管D15及D16，从而降低了电路的损耗。变压器B1绕组1、2及绕组3、4分别为晶体管BG1、BG2提供与电源同步的控制信号，稳压输出端的电容器C13，电感L是为改善输出波形而设置，附图3a为电源电压波形图，图3b为经降压调整后的输出波形，图3c为经升压调整后的输出波形，图3d为经电容器C13及电感L滤波后的输出波形。