[發(fā)明專利]一種非電磁式連續(xù)調(diào)節(jié)的智能節(jié)電裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710135695.4
• 申請(qǐng)日: 2007-03-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101267162A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏斌;柳永;高海軍;任永濤;苗國(guó)清;李金升;劉燕;房立星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臧洪海
• 主分類號(hào): H02M5/22
• 分類號(hào): H02M5/22;H02M5/293;H02M1/12;H02M1/00;H05K7/20
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種節(jié)電裝置，用于電壓調(diào)節(jié)。

背景技術(shù)

目前，市場(chǎng)上廣泛使用的降壓節(jié)電產(chǎn)品，在實(shí)現(xiàn)方法上大部分采用電磁變壓器式抽頭技術(shù)，用這種技術(shù)制作的降壓節(jié)電產(chǎn)品雖然是純正弦波輸出，可靠性高，負(fù)載能力強(qiáng)，但缺點(diǎn)也非常明顯。首先由于都采用電磁變壓器，體積大，笨重，采用大量的高能耗且稀有的銅和矽鋼片等金屬，成本不斷上升，違背產(chǎn)品本身的節(jié)能理念。由于采用變壓器抽頭式調(diào)壓，屬于有級(jí)調(diào)節(jié)，在調(diào)節(jié)過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)瞬間的停電現(xiàn)象。盡管采用電機(jī)伺服式電磁感應(yīng)變壓器可實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，但這種方式不便于三相獨(dú)立調(diào)節(jié)，無(wú)法適應(yīng)三相不平衡負(fù)載，還由于存在機(jī)械觸點(diǎn)，壽命較短。

本發(fā)明克服了以上產(chǎn)品缺點(diǎn)，采用最新電子電力控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了照明節(jié)電裝置的革命性變化。首先，它實(shí)現(xiàn)了降壓過(guò)程中的無(wú)觸點(diǎn)連續(xù)平滑調(diào)節(jié)，在調(diào)節(jié)過(guò)程中，沒(méi)有電壓突變現(xiàn)象，不影響負(fù)載壽命。由于不采用笨重的電磁變壓器，產(chǎn)品重量、體積、成本大大降低，節(jié)約了資源。在產(chǎn)品的使用過(guò)程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，可靈活的設(shè)置節(jié)電模型，達(dá)到最佳的節(jié)電效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是一種非電磁式連續(xù)調(diào)節(jié)的智能節(jié)電裝置。該裝置棄用傳統(tǒng)的電磁變壓器，用大功率器件IGBT作為功率調(diào)整器件。通過(guò)顯示操作界面，設(shè)置電壓-時(shí)間曲線，根據(jù)設(shè)置的電壓-時(shí)間曲線，對(duì)輸出電壓進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)調(diào)節(jié)。其特點(diǎn)是體積小，重量輕，成本低，連續(xù)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍寬，輸出為純正弦波，無(wú)畸變，無(wú)電磁污染，適合各類負(fù)載，控制靈活，可任意設(shè)置節(jié)電率。本發(fā)明是通過(guò)如下方法實(shí)現(xiàn)的：

本裝置通過(guò)高頻切割輸入電壓，再經(jīng)濾波網(wǎng)絡(luò)濾除高頻部分，得到調(diào)節(jié)后的正弦波輸出。首先通過(guò)鍵盤來(lái)設(shè)定若干個(gè)時(shí)間段及其每個(gè)時(shí)間段的輸出電壓目標(biāo)值，在每個(gè)時(shí)間段，設(shè)定的電壓目標(biāo)值和實(shí)際輸出電壓值進(jìn)行比較，如果實(shí)際電壓值高于設(shè)定值，則PWM脈寬調(diào)整模塊輸出的PWM信號(hào)占空比增大，反之，則減小，這個(gè)PWM信號(hào)經(jīng)隔離，放大，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器件IGBT，直至輸出電壓與設(shè)定電壓相等，從而達(dá)到調(diào)節(jié)電壓的目的。

本裝置采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。包括信號(hào)采集模塊、PWM脈寬調(diào)整模塊、鍵盤顯示模塊、CAN總線通訊模塊等。各模塊之間通過(guò)CAN總線實(shí)現(xiàn)彼此間的通訊，使硬件線路更加簡(jiǎn)潔。

針對(duì)本裝置內(nèi)部諧波干擾大的特點(diǎn)，主控芯片采用高可靠性的CPLD邏輯器件實(shí)現(xiàn)PWM脈沖控制，避免了一般單片機(jī)抗干擾能力差和FPGA成本高的缺點(diǎn)，提高了整機(jī)的可靠性，降低了成本。

本裝置設(shè)有過(guò)壓、欠壓、超溫、缺相、過(guò)流等保護(hù)功能，當(dāng)工作中出現(xiàn)異常時(shí)，自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警，并自動(dòng)切入旁路工作狀態(tài)。

本裝置的關(guān)鍵部分即功率調(diào)節(jié)執(zhí)行部分由IGBT實(shí)現(xiàn)。IGBT按特定的架構(gòu)形式連接，根據(jù)輸入電壓的相位控制主控IGBT和續(xù)流IGBT的工作時(shí)序，完成對(duì)輸入電壓的有效切割，再通過(guò)低通濾波網(wǎng)絡(luò)濾除高頻部分，實(shí)現(xiàn)正弦波電壓的輸出。

附圖說(shuō)明

附圖1：控制原理圖①鍵盤顯示模塊②信號(hào)采集模塊③PWM脈寬調(diào)整模塊④CAN總線通訊模塊⑤電壓調(diào)整模塊

附圖2：電壓調(diào)整電路圖⑥低通濾波電路⑦輸入濾波電路⑧脈寬調(diào)制電路1⑨脈寬調(diào)制電路2⑩輸入電壓相位采樣電路續(xù)流電路

具體實(shí)施方式

本裝置采用模塊化結(jié)構(gòu)，CAN總線通訊方式。PWM脈寬調(diào)整模塊通過(guò)CAN總線，將鍵盤設(shè)置的電壓和信號(hào)采集模塊采集的輸出電壓進(jìn)行比較，計(jì)算，輸出PWM信號(hào)到電壓調(diào)整模塊，進(jìn)行電壓調(diào)整，輸出調(diào)節(jié)后的正弦波電壓。在運(yùn)行過(guò)程中，可實(shí)時(shí)的顯示裝置的運(yùn)行參數(shù)，如輸出電壓，輸出電流，裝置內(nèi)部溫度等。如果出現(xiàn)過(guò)壓、過(guò)流、超溫等異常時(shí)，進(jìn)行聲光報(bào)警并自動(dòng)切入旁路工作狀態(tài)。

本裝置的電壓調(diào)整電路采用功率器件IGBT按共發(fā)射極連接成雙向?qū)ǚ绞?，并設(shè)有續(xù)流電路，根據(jù)輸入電壓相位信號(hào)，使主控回路和續(xù)流回路按正確時(shí)序交替工作，對(duì)輸入電壓進(jìn)行高頻斬波，再通過(guò)低通濾波電路濾除高頻諧波，輸出調(diào)節(jié)后的正弦波電壓。輸入端設(shè)有濾波電路，抑制諧波對(duì)電網(wǎng)的干擾。