一種單、三相全電壓電源轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種單、三相全電壓電源轉(zhuǎn)換器，包括三相整流橋、電壓檢測電路和兩個開關(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)同時為單相電源的輸入端；電壓檢測電路根據(jù)輸入端電壓范圍，控制兩個開關(guān)通斷組合，自適應(yīng)全電壓輸入范圍。本實用新型設(shè)計合理，能自動識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)備實現(xiàn)即插即用的目的，實現(xiàn)不同國家和地區(qū)的無縫應(yīng)用，通用性好的特點。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本實用新型屬于電學(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。 一種單、三相全電壓電源轉(zhuǎn)換器

【背景技術(shù)】：
[0002] 集成調(diào)速電機（以下簡稱集成電機）是在原來電機的功能上的擴展。所以，只要 是普通電機的應(yīng)用領(lǐng)域也是集成電機的應(yīng)用領(lǐng)域。普通電機不能用的領(lǐng)域可能也是集成電 機能應(yīng)用的領(lǐng)域。集成電機的應(yīng)用可以是在電機的動力驅(qū)動領(lǐng)域，像數(shù)控機床，精密電動設(shè) 備，空調(diào)，水泵，風(fēng)機，空壓機，化工，冶金，石油，碼頭等的動力設(shè)備上。也可以用在實驗室， 控制裝置等的工控設(shè)備上。集成調(diào)速電機在國際上也有應(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)廠家只能針對不同的地區(qū)生產(chǎn)不同的產(chǎn)品。
[0003] 現(xiàn)有市場上有單相寬電壓120V/240V的輸入設(shè)備，其解決寬電壓接入有兩種方 案，方案（1)要有人工介入（像一個撥拉開關(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：1、方案（1)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現(xiàn)，而且，其方案使得系統(tǒng)效率降低（約10%) ;3、 方案（2)對于三相電源，其成本要比單相電源的應(yīng)用大大提高，而且，對于通用的380V電壓 是不適用的；4、兩個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，即成為本實用新型研究的對象。


【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005] 本實用新型的目的是設(shè)計一種能根據(jù)不同電源類型和電壓范圍，自動切換輸出直 流的單、三相全電壓電源轉(zhuǎn)換器。
[0006] 本實用新型技術(shù)方案是這樣實現(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?直流電，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，分別接電壓檢測電路、二極管D2正極端和開關(guān)K1 ;第二接線端B分兩路，分別 接二極管D4正極端和電壓檢測電路；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C1和電容C2串接的濾波電路，所述第一接線端A經(jīng)開關(guān)K1后接電容C1和電容C2 的連接點上；所述開關(guān)K1和開關(guān)K2由電壓檢測電路控制切換；所述第一接線端A和第二接 線端B同時為單相電源的輸入端。
[0007] 所述電壓檢測電路設(shè)定有三個電壓判斷區(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；電壓檢測電路根據(jù)輸入電壓狀態(tài)，輸入為低電壓， 開關(guān)K1和K2閉合；輸入為中電壓，開關(guān)K1斷開，開關(guān)K2閉合；輸入為1?電壓，開關(guān)ΚΙ、K2 都斷開。
[0008] 本實用新型設(shè)計合理，能自動識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)備實現(xiàn)即插即用的目的，實現(xiàn)不同國家和地區(qū)的無縫應(yīng)用，通用性好的特點。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0009] 下面結(jié)合具體圖例對本實用新型做進(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采用運算放大器組成的電壓檢測電路圖
[0012] 圖3采用單片機組成的電壓檢測電路圖

【具體實施方式】：
[0013] 參照圖1，單、三相全電壓電源轉(zhuǎn)換器，包括三相整流橋、電壓檢測電路和開關(guān)K1 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 接電壓檢測電路、二極管D2正極端和開關(guān)K1 ;第二接線端B分兩路，分別接二極管D4正極 端和電壓檢測電路；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C1和電 容C2串接的濾波電路，所述第一接線端A經(jīng)開關(guān)K1后接電容C1和電容C2的連接點上；所 述開關(guān)K1和開關(guān)K2由電壓檢測電路控制切換。
[0015] 所述電壓檢測電路設(shè)定有140V和250V判斷點，形成三個電壓區(qū)間，分別為140V 以下的低電壓，140V至250V之間的中電壓，250V以上至480V的高電壓；電壓檢測電路根據(jù) 輸入電壓狀態(tài)，控制兩個開關(guān)K1和K2通斷，形成如下的選擇：輸入為低電壓，開關(guān)K1和K2 閉合；輸入為中電壓，開關(guān)K1斷開，開關(guān)K2閉合；輸入為高電壓，開關(guān)ΚΙ、K2都斷開。
[0016] 上述的電壓檢測電路為現(xiàn)有成熟技術(shù)，下面列出兩種典型電壓檢測電路。
[0017] 參照圖2,采用運算放大器組成的電壓檢測電路圖，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獨立的運放電路，運放電 路1輸出經(jīng)場效應(yīng)管FET1后控制開關(guān)K1，而運放電路2輸出經(jīng)場效應(yīng)管FET2后控制開關(guān) K2〇
[0018] 參照圖3,采用單片機組成的電壓檢測電路圖，電源的第一接線端Α和第二接線端 B接入后，經(jīng)橋式整流電路、分壓電路、接入單片機的第1腳，單片機的第2腳輸出經(jīng)場效應(yīng) 管FET1后控制開關(guān)K1、第8腳輸出經(jīng)場效應(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，總是能檢測到外部電 壓；故電壓檢測電路的輸入端分別接第一接線端A和第二接線端B。
[0025] 2.電壓檢測電路，這個電壓檢測電路檢測140V和250V這兩個電壓節(jié)點。把電壓 彡140V區(qū)間稱為低電壓，140V<電壓< 250V區(qū)間為中電壓，電壓彡250V至480V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，開關(guān)Κ1，Κ2都閉合。
[0028] b)當(dāng)電壓是中電壓時，開關(guān)Κ1斷開，開關(guān)Κ2閉合。
[0029] c)當(dāng)電壓是高電壓時，開關(guān)K1、K2都斷開。
[0030] 4.單相電源工作時
[0031] a)輸入端不是低電壓，那么，二極管Dl、D2、D3、D4、開關(guān)Κ2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
[0034] a)當(dāng)線電壓是低電壓時，二極管D1至D6,開關(guān)Κ1、Κ2組成了三相倍壓整流電路。
[0035] b)當(dāng)線電壓是中電壓時，二極管D1至D6,開關(guān)Κ1、Κ2組成了三相全波整流電路。
[0036] c)當(dāng)線電壓是高電壓時，二極管D1至D7,開關(guān)Κ1、Κ2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。而在這個設(shè)計中，開關(guān)Κ1和Κ2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。由于這個切換是自動的，從用戶的角度看來，這個電路是全 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（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㈧分三路，分別接電壓檢測電路、二極管（D2)正極端和開關(guān)（K1);第二接線端⑶分兩 路，分別接二極管（D4)正極端和電壓檢測電路；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（C1)和電容（C2)串接的濾波電路，所述第一接線端（A)經(jīng) 開關(guān)（K1)后接電容（C1)和電容（C2)的連接點上；所述開關(guān)（K1)和開關(guān)（K2)由電壓檢測 電路控制切換；所述第一接線端（A)和第二接線端（B)同時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，其特征是電壓檢測電路設(shè) 定有三個電壓判斷區(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；電壓檢測電路根據(jù)輸入電壓狀態(tài)，輸入為低電壓，開關(guān)（K1)和（K2)閉合；輸入 為中電壓，開關(guān)（K1)斷開，開關(guān)（K2)閉合；輸入為高電壓，開關(guān)（K1、K2)都斷開。
【文檔編號】H02M7/06GK203911786SQ201420215851
【公開日】2014年10月29日 申請日期: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 申請人:上海匯波智能控制設(shè)備有限公司, 安波電機(寧德)有限公司