[实用新型]一种智能交流正弦波大功率电子调压器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电工行业调压器，具体是一种智能交流正弦波大功率电子调压器。

背景技术

现有技术中，交流调压技术可分为以下几大类：

1、有级有触点：分多个档位调节输出电压，档位切换通过接触器来完成。输出电压精度低、动态性能差，切换瞬间会产生浪涌电压、电磁干扰、高次谐波和较大的电压降落。接触器频繁动作容易损坏。

2、有极无触点：是有极有触点的改进方案。用固态继电器代替接触器作为切换开关，没有机械触点。输出电压精度和动态性能没有改善，对浪涌电压、电磁干扰、高次谐波有所改善，电压降落依然存在。

3、无级有触点：通过伺服或步进电机带动自耦调压器旋转，产生一个可调电压给补偿变压器，可连续调节输出电压。有机械机构和碳刷，容易损坏需要经常维护。动态性能一般，成本较高。其它方面比有级调节有很大的改善。

4、无级无触点：1)一种方式采用可控硅相控调压方式。输出电压精度高、动态性能好。输出电压和输入电流均为非正弦波形，高次谐波含量很高。负载不能为容性，否则极易损坏可控硅模块。这种方式一般仅应用于电加热的场合。2)另一种方式采用电感和电容谐振的方式调节输出电压。输出电压和输入电流均为正弦波形，无高次谐波污染，输出电压精度高、动态性能好。但是这种方式设备体积大、重量大，设备运行损耗大，效率很低，特别不利于节能降耗。3)还有一种方式即是本发明的智能交流电压PWM斩控调压技术。

现有的各种交流调压电源技术都存在缺点，概括起来有以下几点：1)有的调压精度低，动态性能差；2)有谐波污染，对电网和其它用电设备有冲击；3)有的效率低；4)有的可靠性低；5)有的方法成本偏高。

实用新型内容

针对上所述现有技术的缺陷，本实用新型旨在提供一种调压精度高，动态性能好、电压连续调整无换档冲击、无谐波污染的电子调压器。

本实用新型的一种智能交流正弦波大功率电子调压器，输入侧和输出侧分别加入高频环节，所述调压器包括输入滤波装置和输出滤波装置，所述输入滤波装置和输出滤波装置间装有互补控制的高频斩波IGBT交流开关和高频续流IGBT交流开关。采用高频IGBT交流开关对电网电压直接进行高频斩波，通过控制交流开关通断的占空比来调节输出电压。输入侧和输出侧分别加入高频环节以改善输入电流和输出电压波形为正弦波。

本技术方案解决了交流调压电源和交流稳压电源有级调压、可控硅调压、机械调压或谐振调压存在的换档冲击问题、谐波污染问题、调压精度问题、动态性能问题、低效率问题、可靠性问题以及旁路切换的瞬断冲击问题，效率高达95％以上，可广泛用于交流调压节能电源、交流电源、灯光调光电源、仪器调压器等设备中作为核心部件，功率范围大，性价比高、体积小重量轻。

附图说明

图1为本实用新型的原理示意图。

图2为本实用新型直接运用时的旁路控制示意图。

图3为本实用新型带补偿变压器时的旁路控制示意图。

图4为本实用新型在交流稳压电源的升降压控制中的示意图。

具体实施方式

图1为调压器原理示意图。采用高频IGBT交流开关S1、S2对电网电压直接进行高频斩波，通过控制交流开关通断的占空比来调节输出电压。S1和S2为互补控制，即S1通时S2不通，同样S2通时S1不通，通断的开关频率为20KHz，占空比从0％调到100％时，输出电压也线性地从0V变到100％的输入电压。输入侧和输出侧分别加入LC高频环节以改善输入电流和输出电压波形为正弦波。

采用高性能单片机作为控制核心，配以嵌入式软件，实现对输入电压的PWM斩波控制和对装置本身的保护，并实现输出电压的闭环控制功能、分时控制功能、旁路控制功能、升降压控制功能和显示、通讯功能。

图2、图3为调压器直接应用时以及带补偿变压器时的旁路控制示意图。市电开关受调压器内CPU控制，为常闭触点，在通电起动和故障时吸合，输出电压和输入电压一致。调压控制时断开市电开关。这个过程中由于采用了柔性控制技术，输出电压不断电，且连续、无冲击。

图4为调压器在交流稳压电源的升降压控制应用中的原理示意图。升降压切换开关和市电开关均由调压器内CPU控制，升降压切换开关在市开关闭合时才能切换，所以切换时输出电压平稳无冲击。