专利名称：方程式电功率控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电流与电压的电功率调节、转换和控制的装置，尤其是一种方程式电功率控制器。
背景技术：
一个电功率的转换需要有一个电路装置来实现，这个电路装置能对其输入和输出的电功率进行有效的控制与调节，使其具有电压与电流合成电能函数的有效改变，这种合成电能函数的传递结果，能满足多种需要不同电功率的负载服务。在转换电路和电功率转换技术的控制装置中，通常改变的规律是从一个具备较高的电压、电流的供应端，转换至为一个需要较低电功率的负载服务；或者从一个具备较低的电压、电流的供应端，转换至一个需要较高电功率的负载上。通过电路装置的优化设计，使其能获得较高转换效率和性能，从而将输出的电功率基本上与输入的电功率得到整体上平衡。
目前，公知的电功率转换器中，包括直接连接于交流电网的电力输入模块，整流桥模块，和并联于整流桥输出端的大电容(直流电源、开关电源除外)模块的电功率转换器、可控硅转换器等，会对交流电网的电源则产生较大谐波污染，可能直接影响和降低交流电网的传输效率及功率因素，因而设计、研制优良转换器、控制器，存在着巨大的节电、节能潜力。
发明内容
本发明的目的是提供一种能对交流电源则的谐波污染小，能对三相电网的对称、平衡的运行有着良好的性能，且带有多种物理量的恒量控制性能的方程式电功率控制器。
本发明的目的是通过下述技术方案来完成该方程式电功率控制器，包括直接连接于交流电网电力输入模块的整流桥模块，和并联于负载上的反向二极管模块，用连接在交流电网电力输入模块和整流桥模块之间的由电感和高频电容组成的滤波电路模块替换了现有技术中并联于整流桥模块上的大电容；并在整流桥模块与反向并联的二极管模块之间的正极上或负极上，连接一只晶体管(IGBT)模块；及在晶体管(IGBT)模块连接了一个控制系统模块。由于方程式电功率控制器处于高频工作状态，所似只要在交流电力的输入端设计按装一组电感量小的电感和电容量小的高频交流电容，使其形成性能优良的低通和能进行补偿的高频脉冲滤波器，以阻止高频脉冲激磁电流对电网则的冲击和高频电磁污燃。
控制系统模块包括连接在晶体管(IGBT)模块上的，晶体管(IGBT)的C、E、G三个控制极模块；连接在晶体管(IGBT)的C、E、G三个控制极模块上的，驱动芯片模块；连接在驱动芯片模块上的，可调脉冲宽度信号隔离模块；连接在信号隔离模块上的，可调脉冲宽度信号生成模块；同时连接在可调脉冲宽度信号生成模块上的，锯齿波信号生成模块；和控制负载电流上升斜率模块；连接在控制负载电流上升斜率模块上的，手控给定或计算机给定模块。
连接在可调脉冲宽度信号隔离模块与驱动芯片模块之间的，本机控制信号对外输出模块和同类控制器对本机输入模块。
控制系统模块中还包括连接在控制负载电流上升斜率模块上的，线性电压放大模块；连接在线性电压放大模块上的，感应式线性霍尔调节器。
控制系统模块中还包括连接在可调脉冲宽度信号隔离模块上的，比较、临界校正、调节和保护阀扣模块；连接在保护阀扣模块上的，晶体管或可控硅执行模块；连接在执行模块上的，信号比较放大模块；同时连接在信号比较放大模块上的，温度信号控制设置模块；及温度信号取样模块；连接在温度信号取样模块上的，传感器模块。
控制系统模块中还包括连接在比较、临界校正、调节和保护阀扣模块上的，晶体管或可控硅执行模块；连接在晶体管或可控硅执行模块上的，电流控制信号的设置与电流信号放大、平直滤波后的比较模块；同时连接在电流信号的设置与电流信号放大、平直滤波后的比较模块上的，高频可调脉冲宽度电流信号的放大与平直滤波电路模块，和限流、恒流参数的设置模块；及启动过冲的迥避电路模块；及高频可调脉冲宽度电流信号的取样模块；连接在高频可调脉冲宽度电流信号的取样模块上的，传感器模块。
控制系统模块还包括连接在比较、临界校正、调节和保护阀扣模块上的，可控硅执行模块；连接在可控硅执行模块上的，芯片状态检测模块。
与现有技术相比本发明的控制器对交流电网的谐波污染小；对电网功率因素可以做到接近(1)的水平；对交流电网的稳定、对称、平恒的工作存在很多有利因素。是替代目前广泛使用的可控硅控制器很理想的新式控制器。可做到最大化的节能，充分使用可大大减小电气设备对电网的瞬间电流引力冲击。操作简便，内设计有同类控制之间的通讯接口，可由计算机给定或手动给定，由一个控制器发出的控制信号，控制任意个同类控制器的功能，并且在本控制器的控制系统中，设计有恒温、恒流、恒压、恒速的恒物理量的控制功能，能做到较高精度。
图1为本发明的一种主电路结构框图。
图2为本发明的另一种主电路结构框图。
图3为图1或图2中控制系统模块6的一种电路结构框图。
图1、图2中0为交流电网电力输入模块；1为滤波电路模块；2为整流桥模块；3为晶体管(IGBT)模块；4为反向并联的二极管模块；5为外部负载模块；6为控制系统模块。图3中7为感应式线性霍尔调节器模块；8为线性电压放大器模块；9为控制负载电流上升斜率电路的模块；10为手控给定或计算机给定模块；11为锯齿波信号生成电路模块；12为可调脉冲宽度信号生成模块；13为可调脉冲宽度信号隔离模块；14为控制器信号由本机输出模块；15为控制器信号向本机输入模块；16比较、临界校正、调节和保护阀扣模块；17为温度信号取样模块；18为信号比较放大模块；19温度控制信号设置；20为晶体管(IGBT)或可控硅(SCR)执行模块；21为高频可调脉宽电流信号取样模块；22为高频可调脉宽电流信号放大及平直滤波模块；23为启动过冲电流的迥避电路模块；24为限流、恒流参数设定模块；25为电流信号比较模块；26为晶体管或可控硅执行模块；27为芯片状态检测模块；28为可控硅执行模块；29为驱动芯片模块；30为晶体管(IGBT)的三个C、E、G控制极模块；31为传感器模块。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施案对本发明作进一步的详细描述。
具体实施例1该方程式电功率控制器，包括直接连接于交流电网电力输入模块0的整流桥模块2，和并联于负载5上的反向二极管模块4，在在交流电网电力输入模块0和整流桥模块2之间连接的由电感和高频电容组成的滤波电路模块1，并在整流桥模块2与反向并联的二极管模块4之间的正极上，连接一只晶体管(IGBT)模块3；在晶体管(IGBT)模块3连接一个控制系统模块6。
控制系统模块6包括连接在晶体管(IGBT)模块3上的，晶体管(IGBT)的C、E、G三个控制极模块30；连接在晶体管(IGBT)的C、E、G三个控制极模块30上的，驱动芯片模块29；连接在驱动芯片模块29上的，可调脉冲宽度信号隔离模块13；连接在信号隔离模块13上的，可调脉冲宽度信号生成模块12；同时连接在可调脉冲宽度信号生成模块12上的，锯齿波信号生成模块11；和控制负载电流上升斜率模块9；连接在控制负载电流上升斜率模块9上的，手控给定或计算机给定模块10。
控制系统模块6中还包括连接在可调脉冲宽度信号隔离模块13与驱动芯片模块29之间的，本机控制信号对外输出模块14和同类控制器对本机输入模块15。
控制系统模块6中还包括连接在控制负载电流上升斜率模块9上的，线性电压放大模块8；连接在线性电压放大模块8上的，感应式线性霍尔调节器7。
控制系统模块6中还包括连接在可调脉冲宽度信号隔离模块13上的，比较、临界校正、调节和保护阀扣模块16；连接在保护阀扣模块16上的，晶体管或可控硅执行模块20；连接在执行模块20上的，信号比较放大模块18；同时连接在信号比较放大模块18上的，温度信号控制设置模块19；及温度信号取样模块17；连接在温度信号取样模块17上的，传感器模块31。
控制系统模块6中还包括连接在比较、临界校正、调节和保护阀扣模块16上的，晶体管或可控硅执行模块26；连接在晶体管或可控硅执行模块26上的，电流控制信号的设置与电流信号放大、平直滤波后的比较模块25；同时连接在电流信号的设置与电流信号放大、平直滤波后的比较模块25上的，高频可调脉冲宽度电流信号的放大与平直滤波电路模块22，和限流、恒流参数的设置模块24；及启动过冲的迥避电路模块23；及高频可调脉冲宽度电流信号的取样模块21；连接在高频可调脉冲宽度电流信号的取样模块21上的，传感器模块31。
控制系统模块6还包括连接在比较、临界校正、调节和保护阀扣模块16上的，可控硅执行模块28；连接在可控硅执行模块28上的，芯片状态检测模块27。
具体实施例2具体实施例1中所述的方程式电功率控制器中的，晶体管(IGBT)模块3，及连接在晶体管(IGBT)模块3上的控制系统模块6，改为连接在整流桥模块2与反向并联的二极管模块4之间的负极上。
权利要求1.方程式电功率控制器，包括直接连接于交流电网电力输入模块(0)的整流桥模块(2)，和并联于整流桥模块(2)上的大电容，以及并联于负载(5)上的反向二极管模块(4)，其特征在于用连接在交流电网电力输入模块(0)和整流桥模块(2)之间的由电感和高频电容组成的滤波电路模块(1)替换原并联于整流桥模块(2)上的大电容；并在整流桥模块(2)与反向并联的二极管模块(4)之间的正极上或负极上，连接一只晶体管(IGBT)模块(3)；在晶体管(IGBT)模块(3)连接一个控制系统模块(6)。
2.根据权利要求1所述的方程式电功率控制器，其特征在于控制系统模块(6)包括连接在晶体管(IGBT)模块(3)上的，晶体管(IGBT)的C、E、G三个控制极模块(30)；连接在晶体管(IGBT)的C、E、G三个控制极模块(30)上的，驱动芯片模块(29)；连接在驱动芯片模块(29)上的，可调脉冲宽度信号隔离模块(13)；连接在信号隔离模块(13)上的，可调脉冲宽度信号生成模块(12)；同时连接在可调脉冲宽度信号生成模块(12)上的，锯齿波信号生成模块(11)；和控制负载电流上升斜率模块(9)；连接在控制负载电流上升斜率模块(9)上的，手控给定或计算机给定模块(10)。
3.根据权利要求2所述的方程式电功率控制器，其特征在于控制系统模块(6)中还包括连接在可调脉冲宽度信号隔离模块(13)与驱动芯片模块(29)之间的，本机控制信号对外输出模块(14)和同类控制器对本机输入模块(15)。
4.根据权利要求2所述的方程式电功率控制器，其特征在于控制系统模块(6)中还包括连接在控制负载电流上升斜率模块(9)上的，线性电压放大模块(8)；连接在线性电压放大模块(8)上的，感应式线性霍尔调节器(7)。
5.根据权利要求2所述的方程式电功率控制器，其特征在于控制系统模块(6)中还包括连接在可调脉冲宽度信号隔离模块(13)上的，比较、临界校正、调节和保护阀扣模块(16)；连接在保护阀扣模块(16)上的，晶体管或可控硅执行模块(20)；连接在执行模块(20)上的，信号比较放大模块(18)；同时连接在信号比较放大模块(18)上的，温度信号控制设置模块(19)；及温度信号取样模块(17)；连接在温度信号取样模块(17)上的，传感器模块(31)。
6.根据权利要求5所述的方程式电功率控制器，其特征在于控制系统模块(6)中还包括连接在比较、临界校正、调节和保护阀扣模块(16)上的，晶体管或可控硅执行模块(26)；连接在晶体管或可控硅执行模块(26)上的，电流控制信号的设置与电流信号放大、平直滤波后的比较模块(25)；同时连接在电流信号的设置与电流信号放大、平直滤波后的比较模块(25)上的，高频可调脉冲宽度电流信号的放大与平直滤波电路模块(22)，和限流、恒流参数的设置模块(24)；及启动过冲的迥避电路模块(23)；连接在高频可调脉冲宽度电流信号的放大与平直滤波电路模块(22)上的，高频可调脉冲宽度电流信号的取样模块(21)；连接在高频可调脉冲宽度电流信号的取样模块(21)上的，传感器模块(31)。
7.根据权利要求5所述的方程式电功率控制器，其特征在于控制系统模块(6)还包括连接在比较、临界校正、调节和保护阀扣模块(16)上的，可控硅执行模块(28)；连接在可控硅执行模块(28)上的，芯片状态检测模块(27)。
8.根据权利要求1所述的方程式电功率控制器，其特征在于本方程式电功率控制器的控制系统模块(6)包括权利要求2、3、4、5、6、7中所述的所有模块。
专利摘要方程式电功率控制器，包括直接连接于交流电网电力输入模块的整流桥模块；并联于负载上的反向二极管模块；用连接在交流电网电力输入模块和整流桥模块之间的由电感和高频电容组成的滤波电路模块；连接在整流桥模块与反向并联的二极管模块之间的正极上或负极上的，晶体管(IGBT)模块；以及连接在晶体管(IGBT)模块上的控制系统模块。
文档编号H02M1/14GK2790027SQ20042011472
公开日2006年6月21日 申请日期2004年12月24日 优先权日2004年12月24日
发明者朱利法 申请人:浙江大学