基于數字電路控制的單相交流穩壓器制造技術

本實用新型專利技術涉及一種基于數字電路控制的單相交流穩壓器，包括輸入端連接電網的變壓器，變壓器的輸出端分別由6個次級線圈構成獨立的輸出，在每個線圈的輸出端連接一個IGBT開關模塊以控制對應輸出的通斷，在變壓器輸出的兩端連接有負載Z，輸入端連接在負載Z兩端的交流有效值檢測模塊電路實時監測單相交流工作電壓，并將獲得的電壓信號有效值與設定值比較，得到兩個閾值邏輯控制輸出信號送到邏輯控制電路，邏輯控制電路對交流有效值檢測模的控制信號進行邏輯處理，分別輸出6路控制信號給驅動電路，驅動電路輸出的6路驅動信號分別與6個次級線圈輸出端的6個IGBT開關模塊連接，控制6個IGBT開關模塊的通斷，穩壓器內的各模塊由電源模塊供電。本實用新型專利技術有效解決了因電網供電質量較差給用戶帶來的危害，為用戶提供可靠且穩定的電力供應。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于穩壓器電路
，特別是一種基于數字電路控制的單相交流 穩壓器。
技術介紹
目前盡管電網設施更新很快，在大中城市供電質量基本能夠滿足用戶的需求，但 在個別的小城市及廣大的農村，由于電網設施的老舊與用電量迅猛增加的矛盾導致用戶用 電品質很不穩定，有時會直接影響到個別電器不能夠正常使用或給電器設備的使用帶來危 害。 目前，市場上存在的穩壓器，調壓器種類很多，但各有優缺點，所適用的特定環境 也各有偏重，因此研發出獨具特色，性能更為優越的穩壓器W提高用戶端電能質量十分必 要。
技術實現思路
本技術的目的是針對現有技術的不足，而提出一種基于數字電路控制的單相 交流穩壓器。 本技術解決其技術問題是采取W下技術方案實現的： 本單相交流穩壓器，包括輸入端連接電網的變壓器，變壓器的輸出端分別由6個 次級線圈構成獨立的輸出，在每個線圈的輸出端連接一個IGBT開關模塊W控制對應輸出 的通斷，其特征在于：在變壓器輸出的兩端連接有負載Z，輸入端連接在負載Z兩端的交流 有效值檢測模塊電路實時監測單相交流工作電壓，并將獲得的電壓信號有效值與設定值比 較，得到兩個闊值邏輯控制輸出信號送到邏輯控制電路，邏輯控制電路對交流有效值檢測 模塊的控制信號進行邏輯處理，分別輸出6路控制信號給驅動電路，驅動電路輸出的6路驅 動信號分別與6個次級線圈輸出端的6個IGBT開關模塊連接，控制6個IGBT開關模塊的 通斷，穩壓器內的各模塊由電源模塊供電。 所述交流有效值檢測模塊，采用4運放LM324N塊，其中U1A與外圍器件構成有源 濾波電路，在輸入交流電壓為220V時，濾波后直流輸出電壓為2. 2V，R7和R8對+12V直流 電源電壓進行分壓，分別獲得設定對應230V和210V的上下限基準電壓，利用U1B、U1C兩個 電壓比較器與有源濾波電路輸出電壓進行比較，獲得電壓闊值邏輯控制信號S1和SO。[000引所述邏輯控制電路采用兩塊4位雙向移位寄存器7化S194D電路或一塊8位雙 向移位寄存器74LS198，，其中，U15構成頻率可調，輸出寬度恒定的多諧振蕩器，周期在 0,1s?8s可調，控制IGBT模塊切換時間；J1為外置重啟按鈕；U11構成單穩態觸發器，延 時時間0,1s,用于寄存器置位，保證自動上電后K1 IGBT模塊工作，同時屏蔽K0，K2?K5模 塊，W防止啟動瞬間環流；74LS194D構成K0?K5IGBT模塊切換電路。 而且，所述驅動電路采用7407D-VHDL集電極開路六正相高壓緩沖驅動器，進行控 制電壓轉換，電阻R14為集電極上拉排阻。 本技術的優點和積極效果是： 1、本技術有效解決了因電網供電質量較差給用戶帶來的危害，為用戶提供可 靠且穩定的電力供應。 2、本技術采用IGBT開關模塊，價格便宜，耐壓高、電流大，工作頻率高，開關 模塊切換過程快，對用戶用電質量無影響。 3、本技術電路核屯、監測電路為集成運放電路，實時監測，實時控制，電路運行 響應度高，工作速度快。 4、本技術電路核屯、控制電路為純數字電路的邏輯控制方式，整體無單片機巧 片，無需編程，調試簡單，使用方便。 5、電路具有電源指示、工作指示；具有輸入過電壓、過欠電壓輸出端斷電保護鎖 定，保護后，需人工啟動，安全可靠。 6、本技術所設計的電路穩定性好，電路實現成本低，更適合廣泛推廣?！靖綀D說明】 圖1是本技術的總體電路結構示意圖； 圖2是本技術中交流有效值檢測模塊的電路原理圖； 圖3(a)是本技術中采用4位雙向移位寄存器74LS194的邏輯控制電路原理 圖； 圖3化）是本技術中采用8位雙向移位寄存器74LS198的邏輯控制電路原理 圖； 圖4是本技術中驅動電路的電路原理圖?！揪唧w實施方式】 W下結合附圖對本技術實施做進一步詳述，W下實施例只是描述性的，不是 限定性的，不能W此限定本技術的保護范圍。 一種基于數字電路控制的單相交流穩壓器，如圖1所示，包括輸入端連接電網的 變壓器，變壓器的輸出端分別由6個次級線圈構成獨立的輸出，在每個線圈的輸出端連接 一個IGBT開關模塊W控制對應輸出的通斷，在變壓器輸出負載Z，輸入端連接在負載Z兩端 的交流有效值檢測模塊電路實時監測單相交流工作電壓，并將獲得的電壓信號有效值與設 定值比較，得到兩個闊值邏輯控制輸出信號送到邏輯控制電路，邏輯控制電路對交流有效 值檢測模塊的控制信號進行邏輯處理，分別輸出6路控制信號給驅動電路，驅動電路輸出 的6路驅動信號分別與6個次級線圈輸出端的6個IGBT開關模塊連接，控制6個IGBT開 關模塊的通斷，穩壓器內的各模塊由電源模塊供電。 在本技術的具體實施中，所述交流有效值實時檢測模塊，如圖2所示，采用4 運放LM324N塊，其中U1A與外圍器件構成有源濾波電路，在輸入交流電壓為220V時，濾波 后直流輸出電壓約為2. 2V，且該電壓與輸入交流電壓近似成正比，C1和貼，0. 2s左右電路 即可啟動。R7和R8對+12V直流電源電壓進行分壓，分別獲得設定對應230V和210V的上 下限基準電壓，利用U1B、U1C兩個電壓比較器與有源濾波電路輸出電壓進行比較，獲得兩 個闊值邏輯控制信號S1和SO。其中，當S1 ;1，S0 ;0時，表示輸出電壓〉230V ;當S1 ;0，S0 ; 1時，表示輸出電壓<210V ;當SI ;0, so ;0表示輸出電壓在210V?220V之間。 在本技術的具體實施中，如圖3(a)所示，所述邏輯控制電路采用兩塊4位雙 向移位寄存器74LS194D電路，也可采用一塊74LS198,電路如圖3化）所示。 ①U15 ;當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于數字電路控制的單相交流穩壓器，包括輸入端連接電網的變壓器，變壓器的輸出端分別由6個次級線圈構成獨立的輸出，在每個線圈的輸出端連接一個IGBT開關元件以控制對應輸出的通斷，其特征在于：在變壓器輸出的兩端連接有負載Z，輸入端連接在負載Z兩端的交流有效值檢測模塊電路實時監測單相交流工作電壓，并將獲得的電壓信號有效值與設定值比較，得到兩個閾值邏輯控制輸出信號送到邏輯控制電路，邏輯控制電路對交流有效值檢測模塊的控制信號進行邏輯處理，分別輸出6路控制信號給驅動電路，驅動電路輸出的6路驅動信號分別與6個次級線圈輸出端的6個IGBT開關模塊連接，控制6個IGBT開關模塊的通斷，穩壓器內的各模塊由電源模塊供電。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：謝勝利，劉立平，李明星，宋慧欣，朱瓊，李愛鋒，
申請(專利權)人：國網冀北電力有限公司技能培訓中心，國家電網公司，保定和易法電氣科技有限公司，
類型：新型
國別省市：河北;13