开关电容交流变压方法.pdf

一种由开关、电容构成的交流变压方法。适用于对电机、电子仪器的交流电源进行变压、稳压及调压控制。
    通常各种交流电机、电子仪器变压、稳压电源由电源变压器和控制电路构成。当自耦变压器用作电源变压器时，自耦变压器的升压比与变压器本身结构大小有关，升压比大则变压器结构越大。因此，宽范围交流变压、稳压电源的变压器成本均很高，制作工艺也较繁锁，尤其用大量的金属材料，使变压器很笨重，而且价格昂贵。

    设计一种不用电源变压器，能适用于宽范围输入电压的交流变压、稳压电源方法。

    本发明是开关、电容电路构成的交流变压、稳压电源，由充电电路、贮能电容、电子开关构成电容电压与输入电压迭加后输出的交流变压、稳压电源。参见图1充电电路二极管D1D2连接在电源与贮能电容C1C2之间，电子开关K1K2分别连接在贮能电容C1C2与输出端之间;贮能电容C1C2用电解电容时在C1C2正负两端分别接一旁路二极管，以防负载电流对电解电容反向充电。图1中AA′端为交流电源输入端，BB′为对负载Z供电的输出端，输入交流电压瞬时值为U1，输出电压瞬时值为U2，电容C1C2的端电压瞬时值为Uc1和Uc2，各电压值规定的正方向如图中所示，当U1＞0时开通K1，关断K2，

    则：U2＝U1+Uc1

    当U1＜0时开通K2，关断K1

    则：U2＝U1-Uc2

    在输出电流有效值不大于一定值时，如取足够大的C1C2值，则恒有Uc1≥0、Uc2≥0，故恒有｜U2｜≥｜U1｜，从而实现交流升压。利用电容贮能和电子控制开关改变输出极性，电压迭加原理使输入电压和电容电压相加，能在同样输出功率下降低对电容器容量的要求，加大升压幅值。电子开关可用晶体管、场效应管及可控硅等元件实现开关功能。

    本发明改变了传统技术在交流变压、稳压电源中使用变压器的方法，利用开关电容构成交流电压、稳压电源，使经济成本低，节约金属材料，制造方便。

    图1开关电容交流变压原理图;

    图2开关电容交流变压、稳压示意图;

    根据图2在充电电路中D1D2用两个整流二极管分别连接在输入电源与贮能电容C1C2之间，在C1C2两端各并接一个旁路二极管，以防负载电流对电解电容反向充电，用高反压晶体三极管T1T2实现图1中K1K2的开关功能;采样单元对BB′端输出有效值进行采样后输出送入脉宽调制单元，调制信号送到电平隔离单元G1G2，G1G2的输出信号经B1E1、B2E2分别馈送到T1T2的基射极之间，以控制T1T2的导通时间，实现稳压输出。