一種單、三相全電壓電源轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種單、三相全電壓電源轉(zhuǎn)換器，包括三相整流橋、電壓檢測(cè)電路和兩個(gè)開關(guān)；其特征是三相整流橋?qū)⑤斎雴蜗嗷蛉嚯妷航涣麟娬鳛橹绷麟?，在電源輸入端設(shè)有中性線，分別組成三相電源接入的第一接線端(A)、第二接線端(B)、第三接線端(C)和中性線(N)，所述第一接線端(A)和第二接線端(B)同時(shí)為單相電源的輸入端；電壓檢測(cè)電路根據(jù)輸入端電壓范圍，控制兩個(gè)開關(guān)通斷組合，自適應(yīng)寬電壓輸入范圍。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，能自動(dòng)識(shí)別單相或三相電源類型，而且適應(yīng)全電壓范圍，使得電器設(shè)備實(shí)現(xiàn)即插即用的目的，實(shí)現(xiàn)不同國家和地區(qū)的無縫應(yīng)用，通用性好的特點(diǎn)。
【專利說明】一種單、三相全電壓電源轉(zhuǎn)換器
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明屬于電學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種單、三相全電壓電源轉(zhuǎn)換器，尤其是一種兼容單相和三相電源、以及適應(yīng)全球全電壓范圍的電源轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】:
[0002]集成調(diào)速電機(jī)(以下簡稱集成電機(jī))是在原來電機(jī)的功能上的擴(kuò)展。所以，只要是普通電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域也是集成電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。普通電機(jī)不能用的領(lǐng)域可能也是集成電機(jī)能應(yīng)用的領(lǐng)域。集成電機(jī)的應(yīng)用可以是在電機(jī)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，像數(shù)控機(jī)床，精密電動(dòng)設(shè)備，空調(diào)，水泵，風(fēng)機(jī)，空壓機(jī)，化工，冶金，石油，碼頭等的動(dòng)力設(shè)備上。也可以用在實(shí)驗(yàn)室，控制裝置等的工控設(shè)備上。集成調(diào)速電機(jī)在國際上也有應(yīng)用，在全球的應(yīng)用中，由于各地電源的不同，具體表現(xiàn)在電壓，頻率和相數(shù)(例如，單相或三相)的不同，所以，不能用單一控制器來覆蓋全球的應(yīng)用，為此，生產(chǎn)廠家只能針對(duì)不同的地區(qū)生產(chǎn)不同的產(chǎn)品。
[0003]現(xiàn)有市場(chǎng)上有單相寬電壓120V/240V的輸入設(shè)備，其解決寬電壓接入有兩種方案，方案(I)要有人工介入(像一個(gè)撥拉開關(guān))預(yù)先設(shè)定，方案(2)或用電子電路來產(chǎn)生寬電壓輸入。這些方案有以下缺點(diǎn):1、方案(I)要人工介入，容易引起誤操作，發(fā)生事故；2、方案(2)的成本高，在大功率情況下不能實(shí)現(xiàn)，而且，其方案使得系統(tǒng)效率降低(約10%) ;3、方案
(2)對(duì)于三相電源，其成本要比單相電源的應(yīng)用大大提高，而且，對(duì)于通用的380V電壓是不適用的；4、兩個(gè)方案都不能二相和單相通用。
[0004]為此，如何解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷或不足，即成為本發(fā)明研究的對(duì)象。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0005]本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種能根據(jù)不同電源類型和電壓范圍，自動(dòng)切換輸出直流的單、三相全電壓電源轉(zhuǎn)換器。
[0006]本發(fā)明技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種單、三相寬全電壓電源轉(zhuǎn)換器，包括三相整流橋、電壓檢測(cè)電路和開關(guān)；其特征是三相整流橋?qū)⑤斎雴蜗嗷蛉嚯妷航涣麟娬鳛橹绷麟?，在電源輸入端設(shè)有中性線，分別組成三相電源接入的第一接線端A、第二接線端B、第三接線端C和中性線N ;三相整流橋包括串接的二極管Dl、D2，二極管D3、D4，二極管D5、D6，所述二極管D1、D3、D5的正極端相連于正向端E，該正向端經(jīng)開關(guān)K2后為直流輸出負(fù)端，所述二極管D2、D4、D6的負(fù)極端相連于負(fù)向端F，該負(fù)向端F也是直流輸出正端；第一接線端A分三路，分別接電壓檢測(cè)電路、二極管D2正極端和開關(guān)Kl ;第二接線端B分兩路，分別接二極管D4正極端和電壓檢測(cè)電路；第三接線端C接三極管D6正極端；中性線N接二極管D7負(fù)極端，該二極管D7正極端為直流輸出負(fù)端；直流輸出正端和直流輸出負(fù)端之間并接有由電容Cl和電容C2串接的濾波電路，所述第一接線端A經(jīng)開關(guān)Kl后接電容Cl和電容C2的連接點(diǎn)上；所述開關(guān)Kl和開關(guān)K2由電壓檢測(cè)電路控制切換；所述第一接線端A和第二接線端B同時(shí)為單相電源的輸入端。
[0007]所述電壓檢測(cè)電路設(shè)定有三個(gè)電壓判斷區(qū)間，分別為小于140V的低電壓，140V至250V之間的中電壓,高于250V的高電壓；電壓檢測(cè)電路根據(jù)輸入電壓狀態(tài)，輸入為低電壓，開關(guān)Kl和K2閉合；輸入為中電壓，開關(guān)Kl斷開,開關(guān)K2閉合；輸入為聞電壓，開關(guān)KU K2都斷開。
[0008]本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，能自動(dòng)識(shí)別單相或三相電源類型，而且適應(yīng)全電壓范圍，使得電器設(shè)備實(shí)現(xiàn)即插即用的目的，實(shí)現(xiàn)不同國家和地區(qū)的無縫應(yīng)用，通用性好的特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0009]下面結(jié)合具體圖例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
[0010]圖1單、三相全電壓電源轉(zhuǎn)換器電路原理圖
[0011]圖2采用運(yùn)算放大器組成的電壓檢測(cè)電路圖
[0012]圖3采用單片機(jī)組成的電壓檢測(cè)電路圖
【具體實(shí)施方式】:
[0013]參照?qǐng)D1，單、三相全電壓電源轉(zhuǎn)換器，包括三相整流橋、電壓檢測(cè)電路和開關(guān)Kl和K2 ;其中三相整流橋?qū)⑤斎雴蜗嗷蛉嚯妷航涣麟娬鳛橹绷麟?，在電源輸入端設(shè)有中性線N，分別組成三相電源接入的第一接線端A、第二接線端B、第三接線端C和中性線N ;而第一接線端A和第二接線端B同時(shí)為單相電源的輸入端。
[0014]三相整流橋包括串接的二極管Dl、D2，二極管D3、D4，二極管D5、D6，所述二極管D1、D3、D5的正極端相連于正向端E，該正向端經(jīng)開關(guān)K2后為直流輸出負(fù)端，所述二極管D2、D4、D6的負(fù)極端相連于負(fù)向端F，該負(fù)向端F也是直流輸出正端；第一接線端A分三路，分別接電壓檢測(cè)電路、二極管D2正極端和開關(guān)Kl ;第二接線端B分兩路，分別接二極管D4正極端和電壓檢測(cè)電路；第三接線端C接三極管D6正極端；中性線N接二極管D7負(fù)極端，該二極管D7正極端為直流輸出負(fù)端；直流輸出正端和直流輸出負(fù)端之間并接有由電容Cl和電容C2串接的濾波電路，所述第一接線端A經(jīng)開關(guān)Kl后接電容Cl和電容C2的連接點(diǎn)上；所述開關(guān)Kl和開關(guān)K2由電壓檢測(cè)電路控制切換。
[0015]所述電壓檢測(cè)電路設(shè)定有三個(gè)電壓判斷區(qū)間，分別為小于140V的低電壓，140V至250V之間的中電壓，高于250V至480V的高電壓；電壓檢測(cè)電路根據(jù)輸入電壓狀態(tài)，控制兩個(gè)開關(guān)Kl和K2通斷，形成如下的選擇:輸入為低電壓，開關(guān)Kl和K2閉合；輸入為中電壓，開關(guān)Kl斷開，開關(guān)K2閉合；輸入為高電壓，開關(guān)K1、K2都斷開。
[0016]上述的電壓檢測(cè)電路為現(xiàn)有成熟技術(shù)，下面列出兩種典型電壓檢測(cè)電路。
[0017]參照?qǐng)D2，采用運(yùn)算放大器組成的電壓檢測(cè)電路圖，電源的第一接線端A和第二接線端B接入后，經(jīng)橋式整流電路、分壓電路、分兩路分別接入兩個(gè)獨(dú)立的運(yùn)放電路，運(yùn)放電路I輸出經(jīng)場(chǎng)效應(yīng)管FETl后控制開關(guān)K1，而運(yùn)放電路2輸出經(jīng)場(chǎng)效應(yīng)管FET2后控制開關(guān)K2。
[0018]參照?qǐng)D3，采用單片機(jī)組成的電壓檢測(cè)電路圖，電源的第一接線端A和第二接線端B接入后，經(jīng)橋式整流電路、分壓電路、接入單片機(jī)的第I腳，單片機(jī)的第2腳輸出經(jīng)場(chǎng)效應(yīng)管FETl后控制開關(guān)K1、第8腳輸出經(jīng)場(chǎng)效應(yīng)管FET2后控制開關(guān)K2。
[0019]接線方法:
[0020]1.第一接線端A和第一接線端B是專門給單相電源用，不必標(biāo)示相線和零線(兩根線可以任意接)。如果電源是三相中的兩相線，像美國的3相208V電源，相與相的電壓是208V,如果只有兩相電源，那么，這也是看成三相電源中的單相電源，接到A、B端。
[0021] 2.在三相電源的情況下，如果是三相4線制，那么，第一接線端A、第二接線端B、第三接線端C，分別接三相電源，中性線N接零線。如果現(xiàn)場(chǎng)沒有零線，那么，在低電壓三相電源的情況下(線電壓〈240V)，零線可以不接(也可以接)。
[0022]3.不管是單相或三相電源，第一接線端A和第一接線端B總是要有接線。
[0023]工作原理:
[0024]1.不管是單相或三相輸入，第一接線端A和第二接線端B，總是能檢測(cè)到外部電壓；故電壓檢測(cè)電路的輸入端分別接第一接線端A和第二接線端B。
[0025]2.電壓檢測(cè)電路，這個(gè)電壓檢測(cè)電路檢測(cè)140V和250V這兩個(gè)電壓節(jié)點(diǎn)。把電壓〈140V區(qū)間稱為低電壓，140V〈電壓≤250V區(qū)間為中電壓，電壓>250V區(qū)間為高電壓，分成三檔電壓區(qū)間。
[0026]3.開關(guān)K1、K2的初始狀態(tài)是斷開。
[0027]a)當(dāng)電壓是低電壓時(shí)，開關(guān)K1，K2都閉合。
[0028]b)當(dāng)電壓是中電壓時(shí)，開關(guān)Kl斷開，開關(guān)K2閉合。
[0029]c)當(dāng)電壓是高電壓時(shí)，開關(guān)K1、K2都斷開。
[0030]4.單相電源工作時(shí)
[0031]a)輸入端不是低電壓，那么，二極管Dl、D2、D3、D4、開關(guān)K2就組成了正常的單相
全橋整流電路。
[0032]b)輸入端是低電壓，那么，二極管D1、D2、D3、D4和開關(guān)K1、K2就組成了單相倍壓
整流電路。
[0033]5.三相電源工作時(shí)
[0034]a)當(dāng)線電壓是低電壓時(shí)，二極管Dl至D6，開關(guān)K1、K2組成了三相倍壓整流電路。
[0035]b)當(dāng)線電壓是中電壓時(shí)，二極管Dl至D6，開關(guān)K1、K2組成了三相全波整流電路。
[0036]c)當(dāng)線電壓是高電壓時(shí)，二極管Dl至D7，開關(guān)K1、K2組成了 3相半波整流電路。
[0037]總之，以上電路的變化，就是為了保證在現(xiàn)有全球電壓(單相和3相)的范圍里，保證母線電壓不超過400V。而在這個(gè)設(shè)計(jì)中，開關(guān)Kl和K2起到了關(guān)鍵的作用，它們使得整流電路切換到不同的工作模式。由于這個(gè)切換是自動(dòng)的，從用戶的角度看來，這個(gè)電路是全球通用。
【權(quán)利要求】
1.一種單、三相全電壓電源轉(zhuǎn)換器，包括三相整流橋、電壓檢測(cè)電路和開關(guān)；其特征是三相整流橋?qū)⑤斎雴蜗嗷蛉嚯妷航涣麟娬鳛橹绷麟姡陔娫摧斎攵嗽O(shè)有中性線，分別組成三相電源接入的第一接線端(A)、第二接線端(B)、第三接線端(C)和中性線(N);三相整流橋包括串接的二極管(D1)、(D2)，二極管(D3)、(D4)，二極管(D5)、(D6)，所述二極管(D1)、(D3)、(D5)的正極端相連于正向端(E)，該正向端經(jīng)開關(guān)(K2)后為直流輸出負(fù)端，所述二極管(D2)、(D4)、(D6)的負(fù)極端相連于負(fù)向端(F)，該負(fù)向端(F)也是直流輸出正端；第一接線端(A)分三路，分別接電壓檢測(cè)電路、二極管(D2)正極端和開關(guān)(Kl);第二接線端(B)分兩路，分別接二極管(D4)正極端和電壓檢測(cè)電路；第三接線端(C)接三極管(D6)正極端；中性線(N)接二極管(D7)負(fù)極端，該二極管(D7)正極端為直流輸出負(fù)端；直流輸出正端和直流輸出負(fù)端之間并接有由電容(Cl)和電容(C2)串接的濾波電路，所述第一接線端(A)經(jīng)開關(guān)(Kl)后接電容(Cl)和電容(C2)的連接點(diǎn)上；所述開關(guān)(Kl)和開關(guān)(K2)由電壓檢測(cè)電路控制切換；所述第一接線端(A)和第二接線端(B)同時(shí)為單相電源的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單、三相全電壓電源轉(zhuǎn)換器，其特征是電壓檢測(cè)電路設(shè)定有三個(gè)電壓判斷區(qū)間，分別為140V以下的低電壓，140V至250V之間的中電壓，250V以上的高電壓；電壓檢測(cè)電路根據(jù)輸入電壓狀態(tài)，輸入為低電壓，開關(guān)(Kl)和(K2)閉合；輸入為中電壓，開關(guān)(Kl)斷開，開關(guān)(K2)閉合；輸入為高電壓，開關(guān)(Kl)、(K2)都斷開。
【文檔編號(hào)】H02M7/10GK103986345SQ201410178307
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】葉陸榮, 陳少波 申請(qǐng)人:上海匯波智能控制設(shè)備有限公司, 安波電機(jī)(寧德)有限公司