方波波形通入变压器波形会变吗

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-09-30 17:40 标签： 方波波形

：一种可用于逆变器的控制整流电路的制作方法

本发明涉及一种控制整流电路，尤其适合在采用高频铁氧体芯脉冲变压器的逆变电路中应用。

现有的逆变器按有无输出变压器通常可分为无输出变压器式和有输出变压器式;按控制元件种类可分为电子管、晶体管、可控硅和集成电路等方式;按波形可分为正弦波型，方波型等数种。其中无输出变压器型是控制元件之输出(通过滤波器)直接向负载供电;而变压器型是逆变电路之输出，经变压器隔离变压(滤波)后向负载供电。无变压器型逆变器因省掉了变压器引入的损耗，减少了体积、重量，但也因未用变压器，输入电路与输出电路之间无电气隔离，无缓冲;其输出电压只能比输入低，因而该类逆变电路的应用范围比较有限。现有技术中的铁芯变压器型，与无变压器型相比，输出电压可高于输入电压也可低于输入电压，输入输出是隔离的，但也因变压器的引入，从而使体积增大、重量增大、损耗增大。

铁氧体芯脉冲变压器在直流开关(稳压)电源中应用已十分广泛，它的高效率、小体积、小重量等特点是它得以广泛应用的关键之一。铁氧体材料的Bm通常与硅钢片、铍镆合金等铁磁材料相差不多，而其使用频率通常都高出数百倍至数十万倍，高频损耗也小得多。根据变压器公式V＝E＝4.44f NBmS，在E、S、Bm一定的前提下，因铁氧体可工作于较高频率，故在高频下工作的铁氧体芯变压器绕组匝数要较工作在较低频率下的铁磁芯变压器少得多，若f值再提高，其绕组匝数也将进一步减少。为此，铁氧体芯变压器之体积、重量较铁磁变压器大幅度减小，铜的消耗大幅度减小，而铁氧体的高电阻率亦将使铁损及铁的消耗大为降低。尽管铁氧体芯变压器优点甚多，但目前的应用主要在开关直流(稳压)电源及高频信号电路等方面。而工频逆变电源中未见应用，究其原因低频下铁氧体变压器无优越性，而应用于正弦波输出脉宽调制型逆变器时一些关键问题未解决开关关断时的“倒灌”问题。例如对方波输入时开关元件的控制波形和变压器初次级波形的观察可以看出，在开关元件关断时变压器感抗的能量释放，在变压器初次级都产生了与输入信号极性相反的、幅值很大的感生电压，这样端电压不仅有我们所需要的成份，还有感生的与我们所需信号相反的成份，若脉宽调制型逆变器使用这种电路，其直接效果将是效率很低，甚至无法工作。

实际上此问题在铁芯变压器逆变电路中解决的也不太理想;在铁芯变压器型中是在关断输入的半个自由振荡周期，由反电动势和输出电压自由“倒灌”(某些电路可由初级加阻尼二极管使部分能量回送电源)，另半周期再回送给输出端(当然也可由阻尼二极管将部分能量回送电源)，这样必然使电路效率较低。通常在直流开关稳压电路中此问题是采用高频二极管整流解决的，而脉冲变压器式正弦波输出脉宽调制型逆变器的输出是双极性的，因而是无法用普通整流二极管解决“倒灌”和“换向”问题的。

为了克服上述不足之处，本发明的目的在于提供一种元件小，能耗少，适于高频铁氧体芯脉冲变压器逆变电路中应用的、并能解决“倒灌”和“换向”问题的控制整流电路。

本发明的目的是这样实现的它具有可控制整电路，其特征在于在可控整流电路的基础上，由正弦波过零和极性检测电路而来的过零和正、负极性信号分别加在正、负极性可控整流元件的控制端。

本发明的控制整流电路，其可控整流元件可以采用可控硅，控制信号就加在可控硅的控制极上。

本发明的控制整流电路，其可控整流元件可采用高速单向可控硅。

本发明的控制整流电路，其可控制流元件可采用高频功率开关管和高速整流二极管。

本发明的控制整流电路因可控整流元件分为正极性整流元件和负极性整流元件，因而在正半周时，无论变压器输出电压极性如何，整流器输出只为负半波(负极性)，这样就满足了可控和单向导电的要求，也解决了所说的“倒灌”及“换向”的问题。

以下结合附图对本发明的实施例作以详细的描述

图1为本发明实施例1的电路图;

图2为本发明实施例2的电路图;

图3为本发明实施例3的电路图。

参照图1，由正弦波过零和极性检测电路而来的过零和正、负极性信号分别加至正负极性输出可控整流元件SCR1-SCR4控制极g1-g4，当在正半周时，只有正极性检测电路有输出，相应正极性整流元件SCR1、SCR4的控制极g1、g4加有信号电压Ug1S1、Ug4S4，这样当UZ＞UY＞UX时，SCR1因加正向电压而导通，SCR4因加反向电压而截止;而当UX＞UY＞UZ时，SCR1因加反向电压而截止，SCR4因加正向电压而导通，而负极性整流元件SCR2、SCR3因未加控制信号，不论其加反向电压还是正向电压都无法导通。这样在正半周期时，无论变压器输出电压极性如何，而整流器输出只为正半波(正极性)。当在负半周时，只有负极性检测电路有输出，相应负极性整流元件SCR2、SCR3、控制极g2、g3加有信号Ug2S2、Ug3S3，这样当UZ＞UY＞UX时，SCR3因加正向电压而导通，SCR2因加反向电压而截止，而此时正极性控制元件SCR1、SCR4因未加控制信号，无论其加反向电压还是加正向电压都无法导通，这样在负半周时，无论变压器输出电压极性如何，而整流器输出为负半波(负极性)，这样就完成了双向(单向)脉冲向正弦波的转换。其实，不仅是正弦波，即使任何复杂的周期信号都可用此方法由直流以脉冲宽度或脉冲频率调制等方式转换而来，而在此，可控整流元件也可是多种类型，只要能满足可控和单向导电即可。

参照图2整流元件采用高速单向可控硅SCR1-SCR4。

参照图3，整流元件采用高频功率开关管BG1～BG4和高速整流二极管D1～D4。

此两种电路的特点为能量转换率高，无论变压器输入正脉冲还是负脉冲都可由整流电路变换为特定方向，而且变压器电感所产生的感应电动势也被利用，从而使调制开关和“整流电路”所承受的电压不大于开关供电电压和“整流”输出电压的大者。

本发明的控制整流电路的应用范围和前景一、本电路应用于逆变器或其他开关电路时，相对于无变压器变换电路而言，在体积、重量、功耗等方面与其相当(略大)，而对于铁芯变压器型则小得多。在隔离和输出电压量值方面与铁芯变压器相当，而远优于变压器型(无变压器型无电气隔离，输出电压只能小、不能大)，即本电路兼有无变压器两者之长。

二、此电路的应用范围较广，可用于逆变电源(包括UPS电源)，交流稳压器，变频器，开关调制模型拟信号放大器等等;

1、作为逆变电源(正弦波)只要具体电路参数合适，其输出可带任何类型负载，也可和其他电源，信号源实现串、并联，特别在输出电压差值较大时能够可靠地隔离。

2、作为脉冲宽度调制式逆变电源，可以很方便的在一个较宽的范围内对输出电压进行连续调节，同样也可以很方便地对输出功率过行进调节或控制。为此，这种逆变电源用于直流蓄能电站(如风力发电站)或直流蓄能设施向交流电网馈电是十分适的(当然，使用这种逆变电源对交流负载直接供电也很合适)，此外，使用这种逆变电源对交流电网进行功率、波形和功率因数补偿同样也是合适的。

3、在逆变式交流稳压器中，如果脉宽调制等电路设计合理，采用此控制整流电路的开关型高精度稳压电压之性能将远优于现有之高精度稳压电源和UPS电源。其调整率，反应速度都很高，效率较现有UPS为高，体积、重量等大幅度下降，可完全取代现有之高精度电源，只要具体电路设计合理，通常此电源除电路复杂程度和过载性能方面外，各项性能指标都可优于现有之伺服电机自耦变压器型全自动交流稳压电源、恒压变压器、串联磁放大器型稳压电源、分级调整稳压电源等。

4、在调整电路中普遍使用变频器也可使用此电路，而开关调制型放大电路将在模拟信号高效放大方面具有较大的意义，如大功率、超大功率、开关型晶体管音频功率放大器等。

总之，控制整流电路及采用此电路的高频铁氧体芯脉冲变压器型逆变电路有很大的应用范围。

权利要求 1.一种控制整流电路，其特征在于在可控整流电路的基础上，由正弦波过零和极性检测电路而来的过零和正、负极性信号，分别加至正、负极性输出可控整流元件的控制端。

2.根据权利要求1所述的控制整流电路，其特征在于可控整流元件采用可控硅，控制信号就加在可控硅的控制极上。

3.根据权利要求1或2所述的控制整流电路，其特征在于可控整流元件可以是高速单向可控硅。

4.根据权利要求1所述的控制整流电路，其特征在于可控整流元件可采用高频功率开关管和高速整流二极管。

全文摘要 一种可用于高频铁氧体芯脉冲变压器逆变电路的控制整流电路，在具有可控整流电路的基础上，由正弦波过零和极性检测电路而来的过零和正负极性信号分别加至正负极性输出可控整流元件的控制端。本发明的电路元件少、重量轻、集有、无变压器型逆变器电路的优点，解决了现有逆变器电路中的“倒灌”和“换向”的问题。


众所周知,电压型逆变器输出波形为方波,若用方波代替正弦波作为正弦交流电源使用,必然有很大的谐波,从而使电源的损耗增大。为改善其输出波形,可以用脉宽调制的方法,但实际应用中,控制较复杂,不易实现。本文提出一种改善波形的方法,即将多个完全相同的逆变器输出电压在相位上错开一定角度,用参数相同的三相变压器串联迭加。这种方法完全由硬件电路来实现波形的改善,工作可靠,易于控制。

工频逆变电源(有环形变压器)逆变后输出的电流波形是方波还是正弦波?如果是高频逆变电源，是什么波形?

问：工频逆变电源(有)逆变后输出的电流波形是方波还是正弦波?如果是高频逆变电源，是什么波形?

答：如果是工频逆变电源(有环形变压器)的，这个是交流转交流电，所以输出波形还是正弦的。只是幅度加大而已，除了幅度(输出电压)，输出电流也是由变压器的线圈决定的。就是决定输入电压和输出电压的比例，而高频逆变电源，是直流转交流，输出的波形是方波的。

我要回帖

更多关于 方波波形 的文章

 

随机推荐