节能电源.pdf

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摘要
申请专利号:

CN89103011.5

申请日:

1989.04.30

公开号:

CN1037785A

公开日:

1989.12.06

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

|||公开|||

IPC分类号:

G05F1/614

主分类号:

G05F1/614

申请人:

王见明

发明人:

王见明

地址:

四川省重庆无线电测试仪器厂

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明属于电力、电源电子技术领域。本发明包括“大动态范围直流稳压稳流电源”和“自动限压器”两部分,扩大了“一种大动态范围直流稳压电源”的功能,克服了传统直流稳压电源末级无功功耗大的严重缺点,还能提高有关电子装置的可靠性,简化机械结构或简化电子电路。

权利要求书

1: “节能电源”由“大动态范围直流稳压稳流电源”和“自动限压器”电路组成。“自动限压器”由“自控互控程控开关”改变而成,内部电路如图二(a)所示,由R 1至10 、B 1至6 、C 1至2 、BG 1至2 和开关K组成;“大动态范围直流稳压稳流电源”由“一种大动态范围直流稳压电源”改变而成,内部电路如图一所示,由R 1至18 、BG 1至9 、B 1至10 、C 1至7 、L 1至3 、K 1至4 组成。 其特征有:(1)在“自动限压器”电路中,设置电压取样电路,由R 7至10 、K、B 6 组成。V 3 和V 5 点通过K连结或断开,受控信号整流成直流电压后送到V 4 和V 5 ,经R 8 、R 10 串联分压点K 5 、R 7 、B 6 传到BG 2 基极G点,R 9 连接在V 4 和G点之间。(2)在“大动态范围直流稳压稳流电源”电路中,设置恒流源B 7 、B 9 和开关K 2 、K 3 ,开关并联在恒流源两端,当开关接通时,使恒流源短路,实际电路中可取消被短路的恒流源,当开关开路时,恒流源起作用,这个开路开关在实际电路中可被取消;B 7 的负极端连接BG 1 基极和K 2 ,另一端连接N点(K 2 、B 7 正极、R 2 、R 3 、B 8 正极和BG 3 射极的公共连接点),B 9 正极连接K 3 、BG 4 集电极,另一端连接M点(K 3 、B 9 负极、C 7 、R 16 、R 17 、B 8 负极和BG 2 集电极的公共连接点)。(3) 在“大动态范围直流稳压稳流电源”电路中,设置限流电路(R 17 、C 7 、B 8 ),C 7 和B 17 并联,并联的一端连接B 1 正极,另一端连接M点,稳压二极管B 8 正极连接N点,负极连接M点,当R 17 较小时,B 8 不起作用,等于B 8 断开,此时实际电路可取消B 8 。(4)在“大动态范围直流稳压稳流电源”电路中,设置起动电路(K 1 、R 16 )和保护电阻R 15 、R 18 ;R 16 一端连接K 1 点,另一端连接M点,K 1 另一端接地;R 15 、R 18 分别串联在BG 2 、BG 7 的射极电路中,K 1 可用同功能“电路”代换。
2: 根据权利要求1所述的“大动态范围直流稳压稳流电源”电路,设置二次稳压恒流源电路,如图二(b)所示,由B 1至3 、R 1至3 、W、BG所组成,其中BG为晶体三极管时,基极、射极、集电极分别连接G、S、D点,BG为场效应管时,栅极、源极、漏极也分别连接G、S和D点,B 3 为稳流二极管,在要求不高时,可用电阻代换。 其特征为:(1)B 1 稳压值大于B 2 稳压值;(2)用“二次稳压恒流源电路”图二(b)代换“大动态直流稳压稳流电源”图一中的B 7 和B 9 ,代换时,V 1 、V 2 点分别相当于恒流源(B 7 、B 9 )的正极、负极端。
3: 根据权利要求1,设置达林顿管代换“大动态范围直流稳压稳流电源”图一中的BG 3 ,其基极、射极、集电极连接关系不变。
4: 根据权利要求1,“大动态范围直流稳压稳流电源”图一中 《输出Ⅰ》电路和《输出Ⅱ》电路可以互相独立应用;断开L 2 ,在“输出Ⅰ”端能产生输出电压、电流功率的部分,叫《输出Ⅰ》电路,其余部分叫《输出Ⅱ》电路。
5: 根据权利要求1,在“自动限压器”图二(a)电路中,由R 7至10 、K、B 6 组成的电压取样电路可以重复设置,且设置参数可以不同,如图三所示;支路数根据需要设置。
6: 根据权利要求1和权利要求5,设置控制发光二极管B 5 的晶体三极管BG 2 为PNP型的电压取样电路,如图四所示,由光电耦合器(B 4 、B 5 )、开关K 1至4 、BG 2 、B 61至64 、R 6 、R 9 、R 71至74 、R 81至84 、R 101至104 所组成。 其特征是:(1)控制发光二极管B 5 的晶体三极管BG 2 采用材料极性为PNP型的;(2)图四中的B 4 (光电管)可以独立于图二(a)中的B 4 而存在,即实际电路中可以使用二个或二个以上的光电耦合器组合的电压取样电路,各电路中的B 4 互相并联使用,并联时,B 4 的正极和正极(C点)、负极和负极(E点)相连接;(3)各电压取样电路对应的取样部位可以不同,但必需根据实际装置需要确定。
7: 根据权利要求1至权利要求6,“大动态范围直流稳压稳流电源”图一、图二(b)电路和“自动限压器”图二(a)、图三、图四电路,可以互相配合(或组合)应用,也可以互相独立应用。

说明书


本发明属于电力、电源电子技术领域。

    参阅“一种大动态范围直流稳压电源”,专利申请号87214119;“自控互控程控开关”,专利申请号88217888;机械工业出版社1988年11月北京第一版“晶闸管交流电力控制器”第五章第二节《晶闸管交流稳压器》;人民邮电出版社1984年2月第一版《稳定电源》P242页《图7·2·5互补恒流电路》;《电子技术》1988年第8期P43页《新型稳流电源》。

    本发明的目的是要解决直流稳压电源末级功耗大的严重缺点,扩大“一种大动态范围直流稳压电源”的功能,结果发现本发明的技术应用范围将大大扩展,能提高有关电子装置的可靠性、简化机械结构或电子电路,降低生产成本。

    本发明是这样实现的:参附图

    “节能电源”由“大动态范围直流稳压稳流电源”和“自动限压器”电路组成。“自动限压器”由“自控互控程控开关”改变而成,内部电路如图二(a)所示,由R1至10、R1至6、C1至2、BG1至2和开关K组成。其中R7至10、K和B6组成电压取样电路,V3和V5通过K连接或断开,受控信号整流成直流电压后送到V4和V5,经R8、R10串联分压点K5、R7、B6传到BG2基极G点,R9连接在V4和G点之间;根据需要,如需要几个不同限压值,电压取样电路可以重复设置,如图三所示,其中各电压取样支路参数可以不相同;支路数根据需要设置。

    在“大动态范围直流稳压稳流电源”图一电路中,设置恒流源B7、B9和开关K2、K3,开关开联在恒流源两端,当开关接通时,使恒流源短路,实际电路中可以取消被短路的恒流源,当开关开路时,恒流源起作用,这个开路开关在实际电路中可被取消;B7的负极端连接BG1基极和K2,另一端连接N点(K2、B7正极、R2、R3、R8正极和BG3射极的公共连接点),B9正极连接K3、BG4集电极,另一端连接M点(K3、B9负极、C7、R16、R17、B8负极和BG2集电极的公共连接点)。

    在“大动态范围直流稳压稳流电源”图一电路中,设置起动电路(K1、R16)和保护电阻R15、R18,R16和K1串联连接在地和M点之间,R15、R18分别串联在BG2、BG7的射极电路中,K1可用同功能“电路”代换。

    在“大动态范围直流稳压稳流电源”图一电路中,设置限流电路(R17、C7、B8);C7并联在R17两端,其中一端连接B1正极,另一端连接M点;稳压二极管B8正极连接N点,负极连接M点;当R17较小时,B8不起作用,可以取消B8(相当于断开B8)。

    在“大动态范围直流稳压稳流电源”电路中,设置“二次稳压恒流源”电路《图二(b)》代换图一中的B7和B9,图二(b)电路由B1至3、R1至3、W和BG所组成,当BG为晶体三极管时,基极、射极、集电极分别连接G、S、D点,BG为场效应管时,栅极、源极、漏极也分别连接G、S、D点;其中设置B1稳压值大于B2稳压值;图二(b)中V1、V2点分别相当于正极、负极端;如果整机对恒流性能要求不高时,可用电阻代换稳流二极管B3。图二(b)电路不会引入外电路干扰。

    在“图一”电路中,用达林顿管代换BG3,不影响整机性能,还能使输出电流增大,代换时,基极、射极、集电极连接关系不变。“图一”电路中的B4可用同功能电路代换,因为已有许多精密低压可调稳压二极管电路元件供选择使用。“图一”电路中的《输出Ⅰ》和《输出Ⅱ》电路也可以互相独立使用;断开L2,使“输出Ⅰ”端产生电压、电流输出功率的部分为《输出Ⅰ》电路,其余部分为《输出Ⅱ》电路。

    在“大动态范围直流稳压稳流电源”图一电路中,设置的起动电路(K1、R16),增强了起动效果,减小了起动电流,提高了起动电路的寿命。为了减小短路回路中的电流,为了短路消失后能自动复位,可以保留B10、R2、K4起动电路,如果用稳压二极管代换K1,可取消B10、R2、K4支路,即K4断开表示。

    “大动态范围直流稳压稳流电源”图一、图二(b)和“自动限压器”图二(a)、图三、图四电路,可以互相组合配合应用,也可以互相独立应用。图二(a)中,连接双向可控硅B1的V1、V2两点,应串联在交流回路中应用,如电源变压器的初级回路或次级回路。

    设置控制发光二极管B5的晶体三极管BG2为PNP型的电压取样电路,如图四所示,由光电耦合器(B4、B5)、开关K1至K4、BG2、B61至B64、R6、R9、R71至R74、R81至R84、R101至R104所组成。其特征是:(1)控制发光二极管B5的晶体三极管BG2采用材料极性为PNP型地;(2)图四中的B4可以独立于图二(a)中的B4而存在,即实际电路中可以使用二个或二个以上的光电耦合器组合的电压取样电路,各电路中的B4互相并联使用,并联时光电管B4的正极和正极(C点)负极和负极(E点)相连接;(3)各电压取样电路对应的取样部位可以不同,但必需根据实际装置需要确定。

    图三电路中的光电转换电路部分就是图二(a)中光电转换电路部分,所以图三中B4没有表示出来。在电压设定值时,由电压分压点产生的电压使稳压二极管B6刚好导通,又使BG2刚好导通,最后使B1过“零点”导通角刚好发生变化,当被取样部位电压再增大时,B1导通角变化随之增大,本应增大的交流电压不变或变化不大,对(次级)电压输出起到限压的作用。

    在图四电路中,被取样部位电压在设定值下降时,双向可控硅B1导通角才发生变化,变化的规律和范围也由电路的参数确定。

    电路参数确定过程中应注意的问题,以图二(a)中电压取样电路为例:稳压二极管B6参数影响限压设定值起始点的确定,R9参数影响限压范围,R7与R8参数的和,不但影响限压范围,而且影响电路本身的可靠性;光电耦合器的光电转换效率也影响限压范围,撤换器件或型号后,要适当调整电路中其它部分参数,为了加强电路的可靠性,可在光电管B4两端并联稳压二极管。所有附图中带※号的电阻值变化较大,有的可以小到零,有的可以无穷大,有的可以取一般数值。

    本发明所述“限压范围”,其含义为:双向可控硅B1导通角变化过程中,次级交流电压输出值稳定在许可范围内时,输入电压的变化范围;或者,直流输出电压下降到需要值时,仍能满足功能要求的次级输出交流电压所下降的电压数值。

    应用实例:在“节能电源”装置中,按图一电路设置“大动态范围直流稳压稳流电源”,按图二(a)、图四电路设置“自动限压电路”,图三和图二(b)电路根据需要另行设置。图二(a)电路中V1、V2点串联在电源变压器次级(或初级)交流回路中,图二(a)电路中的取样电路对输入电压(如~220V)取样,图四电路中取样电路对图一“输出I”端输出直流电压取样。当输入电压超过设定值(如~220V)后,变压器次级输出交流电压被限压在所需数值范围内,当输出直流电压“输出Ⅰ”输出端电压下降到设定值后,变压器次级交流输出电压也要下降,下降数值范围由电路参数确定。这样,末级功放管自动降低功耗,不但节约了电能,还提高了电路的可靠性。图二(b)电路的应用,还能减少外电路干扰。

    目前国内器件条件,较适于制作100A以下的直流稳压稳流电源,而本发明电路可制作100A以上直流稳压稳流电源,因为调整放大级采用达林顿管后,调整放大级电流可达5A至10A,未级电流放大50倍以上时,输出电流可达250A-500A,制作一百多安培的稳压稳流电源,电路功能的余量很大。制作大电流直流稳压稳流电源时,图一中R1阻值可减小或为零,因为本发明中起限流保护作用的部位多,R1越小,无功损耗越小。

    采用电源变压器次级电压可调的节能措施很多,如集成电路线路控制继电器工作方式和可控硅控制线路工作方式,其缺点是很明显的,可靠性差,易烧坏电子设备。可控硅控制线路附有参考材料。

    本发明中的技术,还可应用于电力、电源电子技术的其它地方:如减少电子设备对交流稳压电源的依赖,或者说本发明可应用于简易交流稳压电源(当电子设备对次级交流电压正弦波要求不高时);电子设备过压安全工作;电机和电器设备的自动控制等。

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本发明属于电力、电源电子技术领域。本发明包括“大动态范围直流稳压稳流电源”和“自动限压器”两部分,扩大了“一种大动态范围直流稳压电源”的功能,克服了传统直流稳压电源末级无功功耗大的严重缺点,还能提高有关电子装置的可靠性,简化机械结构或简化电子电路。 。

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