专利名称：交-交变频电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种变频电路。
随着经济技术的发展，单一的工频交流电源已远不能适应各种装置需要。变频器的需求量迅速增加，传统的变频方法有电动机-发电机变频机组和半导体变频电源两大类。前者虽然波形好，调节方便，但体积大，价昂，难以携带和运输，故除了对变频电压的波形要求特别高的场合外，大多数已被半导体变频电源取代。
现有的半导体变频方案有脉宽调制型、交-直-交型和交-交型。这些方案虽有连续调频的优点，但是控制线路复杂，元器件多，可靠性低，成本高。在大多数情况下，其所得到的电压波形也很不理想。
变频器广泛地应用于电机调速中，并不是所有机械装置都要求无级调速。多数情况仅要求两速、三速或四速、五速已经足够了。例如风机、水泵、机床、医疗装置和家用电器等等，所以研制一种简单可靠、成本低廉而又性能良好的变频方案意义十分重大。
本发明目的旨在提供一种简单可靠，成本低廉，电压波形好的交-交变频电路。
本发明的技术解决方案是该变频电路包括由两组交流开关组成的主电路和控制电路两部分，两组交流开关在控制电路控制下周期性地交替通断，并通过它去改变施加于负载的电压极性，来获取低频电压。
以下结合附图对本发明作详细描述。
图1是本发明的原理框图;
图2是由四开关构成的主电路;
图3是由二开关构成的主电路;
图4是控制电路的一种实例;
图5是控制电路另一种具体实例;
图6是1/2分频电压波形，其中a)图是电压波形图，b)图是谐波分析;
图7是1/3分频电压波形，其中a)图是电压波形图，b)图是谐波分析;
图8是1/4分频电压波形，其中a)图是电压波形图，b)图是谐波分析。
上述b)图中的横坐标代表谐波次数;纵坐标代表谐波相对幅值。
参照图1，发明的变频电路含主电路和控制电路两部分，其主电路是两组周期性交替通断的交流开关，6、7该两组交流开关可以是如图2所示，由四只交流开关K1，K2，K3，K4连接成的四边形桥，桥的一对顶点接单相电源，桥的另一对顶点接负载ZL，位于四边形对边的两只开关K1，K2及K3，K4分别构成两组开关。或者也可以如图3所示，是并接在变压器次级线圈两端的两只串联的交流开关K5，K6，在变压器次级线圈的中点和两串联交流开关的中点之间接负载ZL，交流开关K5为一组，K6为另一组。两组交流开关的周期性交替通断是在控制电路的控制下实现的，控制电路包括脉冲形成电路1，计数器2，脉冲宽度控制器3，高频振荡电路4及功放触发电路5，工作时，输入的电源同步信号经脉冲形成电路，计数器形成两个反相的宽脉冲，又经脉冲宽度控制器形成所需的脉冲宽度输出，与来自高频振荡电路的高频信号合成，再经功放触发电路放大后去控制两组交流开关交替通断。
图4所示是一种获取1/3分频电压的控制电路实例。电源同步信号经由双比较器COM及组容微分电路组成的脉冲形成电路，获得每半个周期一个窄脉冲的脉冲信号，输入由或非门01，或门N1及触发器D1，D2，D3构成的环形计数器，形成两宽度为180°的宽脉冲输出，其中一个脉冲触发单稳触发器S1，使其宽度调整为大于90°而小于180°的宽脉冲，另一个脉冲触发单稳触发器S2，使其宽度调整为大于180°而小于360°的宽脉冲，这两个单稳触发器的输出信号与高频振荡器B1输出的高频信号经与门A1、A2合成后，又分别输入放大器MOS1、MOS2，再由脉冲变压器T1和脉冲变压器T2去触发两组交流开关，使两组交流开关周期性交替通断，互相连锁，即当一组开关导通时，另一组开关关断，依次可连续不断地改变施加于负载的电压极性，获取低频电压。通过控制两组交流开关的通断周期，可以获取不同频率的低频电压。
仅对于获取1/2分频电压的情况，其控制电路中可用一个D触发器去代替计数器，其实施电路如图5所示，参照图5，电源同步信号经由比较器COS和D触发器组成的脉冲形成电路形成二个宽度为360°的反相脉冲输出，该二个脉冲分别经单稳触发器S1、S2将脉冲宽度调整为小于360°但大于180°的宽脉冲，再经与门A1，A2与高频振荡器B1输出的高频信号合成后，分别输入放大器MOS1和MOS2，再经脉冲变压器T1和脉冲变压器T2去触发两组交流开关，使两组交流开关周期性交替通断。
发明中用的交流开关可以是双向可控硅，也可以是交流接触器，或者是具有双向导通的可控电路及器件。该交-交变频电路适用于单相、两相、三相或多相变频。
发明的交-交变频电路，其结构简单，比半导体变频方案元器件少，可靠性强，成本低，从图6至图8的波形图可见，电压波形中的谐波含量很小，采用这种变频电路获取低频电源，具有令人满意的电压波形。
权利要求
1.一种交-交变频电路，其特征在于含主电路和控制电路两部分，其主电路是两组周期性交替通断的交流开关，控制电路包括脉冲形成电路[1]，计数器[2]，脉冲宽度控制器[3]，高频振荡电路[4]及功放触发电路[5]，输入的电源同步信号经脉冲形成电路与计数器形成两个反相的宽脉冲，又经脉冲宽度控制器调整脉冲宽度后输出，该输出信号与高频振荡电路输出的高频信号合成，输入功放触发电路经放大后，去控制两组交流开关[6，7]交替通断。
2.按权利要求1所述的变频电路，其特征在于用一个D触发去代替控制电路中的计数器[2]。
3.按权利要求1、2所述的变频电路，其特征在于所说的两组周期性交替通断的交流开关是由四只开关[K1～K4]连接成的四边形桥，桥的一对顶点接单相电源，桥的另一对顶点接负载，位于四边形对边的两只开关[K1，K2]及[K3，K4]分别构成两组开关。
4.按权利要求1、2所述的变频电路，其特征在于所说的两组周期性交替通断的交流开关是并接在变压器次级线圈两端的两只串联的交流开关[K5，K6]，在变压器次级线圈的中点和两串联交流开关的中点之间连接负载。
全文摘要
“交-交变频电路”属一种变频电路，该变频电路包括由两组交流开关组成的主电路和控制电路两部分，两组交流开关在由脉冲形成电路，计数器，脉冲宽度控制器，高频振荡电路及功放触发电路组成的控制电路的控制下周期性地交替通断，并通过它去改变施加于负载的电压极性，来获取低频电压，改变通断周期即可改变电压频率。该变频电路获取的低频电压波形好，它可用于单相、二相、三相或多相变频。
文档编号H02M5/02GK1090686SQ9312162
公开日1994年8月10日 申请日期1993年12月6日 优先权日1993年12月6日
发明者林友仰 申请人:浙江大学