專利名稱：電容調(diào)壓式直流電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬電力設(shè)備領(lǐng)域，是一種電容調(diào)壓式直流電源。
傳統(tǒng)的直流電源都是經(jīng)變壓器降壓后再整流的方式。這種電源都需要一個較笨重的變壓器和大功率的整流元件。在運(yùn)行時，效率低、功率因數(shù)低。例如傳統(tǒng)的電弧焊機(jī)的效率一般為20～30%，功率因數(shù)只有0.4。
為了解決傳統(tǒng)直流電源上述缺點(diǎn)，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種電容調(diào)壓式直流電源。它是由整流器、電子開關(guān)和電容器所組成，其特征在于(見

圖1)它是由市電經(jīng)整流器后，用電子開關(guān)DK1、DK2，實(shí)現(xiàn)對電容器組C1、C2的串聯(lián)充電，用電子開關(guān)DK1-1、DK1-2、和DK2-1、DK2-2實(shí)現(xiàn)電容器組C1、C2向負(fù)載R的并聯(lián)放電，在負(fù)載R上可得到一個低電壓、大電流。同時，可利用充電開關(guān)DK1與DK2和放電開關(guān)DK1-1、DK2-2與DK2-1、DK2-2的交替工作，實(shí)現(xiàn)負(fù)載R上的連續(xù)電流以及與電源U的隔離。可用增、減并聯(lián)放電電容器的個數(shù)實(shí)現(xiàn)輸出電壓及電流的粗調(diào)。同時，在負(fù)載上取反饋信號至電子開關(guān)，可方便地實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、限流或穩(wěn)流、限壓。
如圖1所示的電路圖的工作過程是市交流電源整流后，經(jīng)電子開關(guān)DK1在t1、t3、t5…t2n-1時間內(nèi)給電容器組C1串聯(lián)充電，在電容器組C1上建立了電壓U1，其電壓的波形圖U1(t)如圖2a所示。在t2、t4、t6…t2n時間內(nèi)，電子開關(guān)DK2給電容器組C2串聯(lián)充電，使C2得到電壓U2，其電壓的波形圖U2(t)見圖2b。同時，放電電子開關(guān)DK1-1及DK1-2開通，使電容器組C1并聯(lián)向負(fù)載R放電，在負(fù)載R上得到U3，而U3(t)的波形如圖2c所示。而在t2n+1時間內(nèi)，電子開關(guān)DK2-1及DK2-2開通，使電容器組C2并聯(lián)向負(fù)載放電。在負(fù)載R上得到的電壓波形為U4(t)(見圖2d)。則U3(t)與U4(t)疊加成U5(t)就是加在負(fù)載R上的連續(xù)的直流電源電壓。則負(fù)載最大電壓值等于串聯(lián)充電電壓U1除以并聯(lián)放電電容器的個數(shù)m，即U5M＝-，負(fù)載最大電流值等于負(fù)載最大電壓被負(fù)載R除，即IRM＝-可見，由于電子開關(guān)的交替工作，使C1充電時，C2放電，而C2充電時C1放電使負(fù)載R上的電源永遠(yuǎn)與充電電源相隔離，實(shí)現(xiàn)著一次(充電回路)與二次(放電回路)之間的隔離絕緣。對電子開關(guān)交替工作可根據(jù)需要，設(shè)計(jì)一套控制程序。
本發(fā)明與傳統(tǒng)的變壓器降壓整流方式的直流電源相比，它的優(yōu)點(diǎn)首先是省去了主變壓器，可節(jié)省大量的銅材和硅鋼材料。第二所取無功為容性可大大提高系統(tǒng)的功率數(shù)。第三，節(jié)能，無空載損耗，負(fù)載時損耗也遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的變壓器。
因此，本發(fā)明可廣泛地應(yīng)用于直流大電流領(lǐng)域，可使大電流直流電源設(shè)備輕型化，如便攜式電狐焊機(jī)，點(diǎn)焊機(jī)等。
符圖說明圖1電容調(diào)壓式直流電源主接線原理圖D-整流器DK1，DK2-充電電子開關(guān)C1，C2-電容器組DK1-1，DK1-2，DK2-1，DK2-2-放電電子開關(guān)R-負(fù)載U1-對C1充電電壓U2-對C2充電電壓U3-C1向負(fù)載R放電電壓U4-C2向負(fù)載R放電電壓U5-負(fù)載上的電壓圖2.充、放電電壓波形圖a-經(jīng)DK1向C1充電電壓波形圖，U1(t)b-經(jīng)DK2向C2充電電壓波形圖，U2(t)c-經(jīng)DK1-1，DK1-2向負(fù)載R放電的電壓波形圖，U3(t)d-經(jīng)DK2-1，DK2-2向負(fù)載R放電的電壓波形圖，U4(t)e-加在負(fù)載R上的電壓波形圖，U5(t)
權(quán)利要求
1.一種電容調(diào)壓式直流電源，它是由整流器、電子開關(guān)和電容所組成，其特征在于(見圖1)它是由市電經(jīng)整流后，用電子開關(guān)DK1、DK2實(shí)現(xiàn)對電容器組C1、C2的串聯(lián)充電，用電子開關(guān)DK1-1、DK1-2和DK2-1、DK2-2實(shí)現(xiàn)電容器組C1、C2向負(fù)載R的并聯(lián)放電，在負(fù)載R上可得到一個低電壓、大電流。
2.如權(quán)利要求1所述的電容調(diào)壓式直流電源，它是由整流器、電子開關(guān)和電容器所組成，用電子開關(guān)實(shí)現(xiàn)對電容器組的串聯(lián)充電、并聯(lián)放電，在負(fù)載上得到一個低電壓、大電流，其特征在于它用充電開關(guān)DK1與DK2和放電開關(guān)DK1-1、DK1-2與DK2-1、DK2-2的交替工作，實(shí)現(xiàn)負(fù)載R上的連續(xù)電流以及與電源U的隔離。(見圖2)
3.如權(quán)利要求1、2所述的電容調(diào)壓式直流電源，其特征在于可用增、減并聯(lián)放電電容器的個數(shù)實(shí)現(xiàn)輸出電壓及電流的粗調(diào)。
4.如權(quán)利要求1、2所述的電容調(diào)壓式直流電源，其特征在于在負(fù)載上取反饋信號至電子開關(guān)，可方便地實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、限流或穩(wěn)流、限壓。
全文摘要
本發(fā)明屬電力設(shè)備領(lǐng)域，是一種電容調(diào)壓式直流電源。它是由市交流電整流后經(jīng)電子開關(guān)交替地給兩組電容器串聯(lián)充電，然后再經(jīng)電子開關(guān)交替地向負(fù)載并聯(lián)放電，達(dá)到降壓、升流并使一次與二次之間隔離絕緣的目的?？纱?zhèn)鹘y(tǒng)的變壓器降壓整流方式的直流電源。優(yōu)點(diǎn)是可節(jié)省銅和硅鋼片，無空載損耗，負(fù)載損耗低于傳統(tǒng)變壓器整流直流電源，所取無功為容性可提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。特別適用于便攜式電弧焊、點(diǎn)焊機(jī)等大電流直流電源設(shè)備。
文檔編號H02M3/07GK1047176SQ9010236
公開日1990年11月21日 申請日期1990年5月4日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月4日
發(fā)明者楊彬 申請人:楊彬