[發明專利]交流電子變壓器或調壓器

在審

• 申請號: 202211630477.9
• 申請日: 2022-12-19
• 公開（公告）號: CN115811238A
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 於岳亮;於璐;於宙
• 申請（專利權）人: 上海穩得新能源科技有限公司
• 主分類號: H02M5/12
• 分類號: H02M5/12;H02M5/18;H02M5/293
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種交流電子變壓器的實施方法，其特征是，輸入交流電不經整流器直接被斬波成中頻交流電；所述中頻交流電經過高頻變壓器實現電壓變換；然后將中頻交流電整流、濾波成單向交流2倍工頻半波；最后通過換向器將交流2倍工頻半波變換為工頻交流正弦波電壓；采用脈寬調制PWM對斬波器脈寬進行精密調節，以獲得精準調壓或穩壓的交流電壓輸出，以實現交流電子變壓。

2.一種交流電子變壓器或調壓器裝置，其特征是，裝置依次由斬波器(1)、高頻變壓器(2)、高頻整流器(3)、換向器(4)順序連接，以及控制器(5)和濾波器構成；

所述斬波器(1)采用2個逆導型開關管，無需整流器直接將工頻交流電斬波成為中頻交流電，并且通過脈寬調制PWM調節斬波脈寬，以調節輸出交流電壓的幅值；

所述高頻變壓器(2)用于對裝置的輸入端和輸出端作電氣隔離，也可改變或不改變斬波后的高頻變壓器電壓匝比；

所述高頻整流器(3)用于將斬波后經高頻變壓器次級輸出的中頻電流整流成2倍工頻電壓，即相當于經過整流后的半波波形電壓；

所述換向器(4)采用功率橋式雙穩電路，用于將2倍工頻半波波形中的一半波形換向改變成正向波形，一半波形改變成負向波形，以恢復交流正弦波形的工頻電壓；

所述控制器(5)用于控制斬波管開關頻率、開啟脈沖的寬度、反饋信號、觸發信號、運算處理、保護、監控顯示功能；

所述濾波器用于濾除各級電壓中的高次諧波、中頻整流后紋波、輸出工頻中的諧波、開關管中的尖峰脈沖、并將脈沖中頻電流過濾成2倍工頻半波波形，以及提供工頻無功分量。

3.根據權利要求2所述的交流電子變壓器或調壓器裝置，其特征是，斬波器中的二個斬波管M1、M2為場效應三極管，M1、M2的源極和漏極間分別并聯一逆導型二極管，然后與高頻變壓器T1的初級線圈串聯連接，三者構成斬波器的主電路，或M1、M2直接采用逆導型開關管。

4.根據權利要求3所述的交流電子變壓器或調壓器裝置，其特征是，斬波器的中頻斬波選擇在幾kHz至幾十kHz的頻率范圍內；高頻變壓器的鐵芯為高頻軟磁材料的盒式、環形或E形磁體；繞組導線采用圓形、橢圓形、矩形或長方形銅線，或者多股絕緣銅線、銀線或鋁線，以降低高頻集膚效應，提高電能傳輸效率減少電能傳輸損耗。

5.根據權利要求2所述的交流電子變壓器或調壓器裝置，其特征是，換向器是一種功率橋式雙穩電路，橋路的二個輸入接點為B和D，另二個輸出接點為A和C，輸入和輸出端點之間由串聯在其間的一定極性的開關管組成橋臂；與B端連接的開關管為PNP極性，而與D端連接的開關管為NPN極性；在連接到A端側橋臂的二個開關管上的控制極，通過合適電阻器接到C端，而連接到C端側橋臂的二個開關管上的控制極，通過合適電阻器接到A端，控制端交叉連接將加速換向并穩定連接。

6.根據權利要求5所述的交流電子變壓器或調壓器裝置，其特征是，換向器中含有一個雙穩態觸發器(6)；換向器橋臂中與D端(或B端)相連的二個開關管被指定為換向器的觸發管，二個觸發管的控制極通過電阻器與雙穩態觸發器的二個輸出端交叉相連；雙穩態觸發器輸出端總是在高低電位中輪流轉換，并與交流輸入電壓保持同步；換向器也是一種通用型電子電路，可用于更廣泛的領域。

7.根據權利要求2或權利要求6所述的交流電子變壓器或調壓器裝置，其特征是，控制器為相應的現有IC模塊，或專為設計的集成電路，或通用的或專用的CPU。

8.根據權利要求2、權利要求3或權利要求5所述的交流電子變壓器或調壓器裝置，其特征是，裝置內的半導體元件，包括斬波管、晶體三極管，可采用不同的功率、不同電壓電流等級的大功率器件替代，如結型場效應管(JFET)或絕緣柵場效應管(MOS-FET)、IGBT絕緣柵雙三極管、雙向全控型開關管或半控型功率器件，例如可控硅(SCR)器件取代；晶體二極管為高頻整流管、快恢復二極管或肖特基二極管；而半導體器件的材料更品類繁多，例如硅材料、碳化硅材料、氮化鎵材料、鍺材料、有機半導體材料。