非互补斩控式智能交流稳压、调压方法及装置
专利汇可以提供非互补斩控式智能交流稳压、调压方法及装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种非互补斩控式智能交流稳压、调压方法及装置，将 电路 的 电压 、 电流 信号 通过信号采集模 块 (1)采集、处理，再通过 输入信号 组合模块(2)转变成时序 控制信号 ，再输入时序互 锁 模块(4)，PWM波信号发生模块(3)和时序互锁模块(4)的信号同时输入信号调 制模 块(6)，得到受时序控制信号调制的PWM脉冲控制信号。本发明从相关的电源信号采集、PWM信号发生与调整，直至非互补斩控信号形成及电路保护，均以嵌入式 单片机 为核心进行控制和完成。它与完全采用 硬件 方式，或仅在PWM信号发生及调整方式上采用计算机控制的技术手段相比，电路结构 水 平有本质和层次上的差别和提升，控制 精度 及整机 稳定性 、可靠性亦有较为明显的提高。，下面是非互补斩控式智能交流稳压、调压方法及装置专利的具体信息内容。
1.一种非互补斩控式智能交流稳压、调压方法，其特征在于：将一次电路的交流电压、交流电流信号通过信号采集模块(1)采集、处理成计算机识别的输入信号，再将该输入信号通过输入信号组合模块(2)转变成时序控制信号，将时序控制信号输入到时序互锁模块(4)，以阻止时序控制信号间发生时序重叠，PWM波信号发生模块(3)输出的PWM脉冲信号和时序互锁模块(4)输出的信号同时输入到信号调制模块(6)，从而通过信号调制模块(6)输出信号得到受时序控制信号调制的PWM脉冲控制信号。
2.根据权利要求l所述的非互补斩控式智能交流稳压、调压方法，其 特征在于：信号调制模块（6)和信号采集模块（1)的输出信号输入到信号复合模块（7) ，信号复合模块（7)将受调制的PWM脉冲控制信号与信号采集模块（1)处理后的输入信号 进行同步复合后输出完整的斩控复合信号，该斩控复合信号输入到驱动模块（5)。
3.根据权利要求l所述的非互补斩控式智能交流稳压、调压方法，其 特征在于：PWM波信号发生模块（3)采用单片机自行生成脉宽可调的PWM波信号。
4. 一种非互补斩控式智能交流稳压、调压装置，其特征在于：构造 包括信号采集模块（1)和PWM波信号发生模块（3)，信号采集模块（1)连接信号组合模块(2)，信号组合模块（2)连接时序互锁模块（4)，时序互锁模块（4)与PWM波信号发生 模块（3)分别连接到信号调制模块（6)。
5.根据权利要求4所述的非互补斩控式智能交流稳压、调压装置，其 特征在于：信号调制模块（6)和信号采集模块（1)的输出信号输入到信号复合模块（7) ，信号复合模块（7)输出的斩控复合信号输入到驱动模块（5)。
非互补斩控式智能交流稳压、调压方法及装置
技术领域
现有技术中，大量使用的稳压、调压器多为电磁式或可控硅装置。电磁式装置存在电磁 换档，碳刷闪断冲击的性能缺点，以及加工工艺复杂，有色金属材料消耗量大，产品笨重等 缺点；可控硅装置的主要缺点则是破坏了输出电压波形的完整，并产生大量谐波，造成电磁 污染。对于技术较新的斩控调压装置，也存在以下问题，所采用的PWM脉冲硬件生成技术已 相对落后和陈旧，脉宽控制效果明显劣于PWM脉冲软件生成技术。存在控制信号时序重叠现 象，易造成电源短路。对尖脉冲干扰信号抑制响应速度低，缓冲电路能耗较大。相关控制电 路集成化、模组化结构水平偏低，系统控制信号智能化处理程度不高，且电路结构复杂、电 磁兼容性差。
发明内容
本发明的非互补斩控式智能交流稳压、调压方法，将一次电路的交流电压、交流电流信 号通过信号采集模块采集、处理成计算机识别的输入信号，再将该输入信号通过输入信号组 合模块转变成时序控制信号，将时序控制信号输入到时序互锁模块，以阻止时序控制信号间 发生时序重叠，PWM波信号发生模块输出的PWM脉冲信号和时序互锁模块输出的信号同时输 入到信号调制模块，从而通过信号调制模块输出信号得到受时序控制信号调制的PWM脉冲控 制信号。
上述的非互补斩控式智能交流稳压、调压方法，信号调制模块和信号采集模块的输出信 号输入到信号复合模块，信号复合模块将受调制的PWM脉冲控制信号与信号采集模块处理后 的输入信号进行同步复合后输出完整的斩控复合信号，该斩控复合信号输入到驱动模块。
上述的非互补斩控式智能交流稳压、调压方法，PWM波信号发生模块采用单片机自行生 成脉宽可调的PWM波信号。
非互补斩控式智能交流稳压、调压装置，构造包括信号采集模块和PWM波信号发生模块
，信号采集模块连接信号组合模块，信号组合模块连接时序互锁模块，时序互锁模块与PWM 波信号发生模块分别连接到信号调制模块。
上述的非互补斩控式智能交流稳压、调压装置，信号调制模块和信号采集模块的输出信 号输入到信号复合模块，信号复合模块输出的斩控复合信号输入到驱动模块。
所谓斩控调压，即利用定频脉宽调制技术将交流电压波形分割成其幅度变化规律与被分 割的电源基波一致的等宽脉冲列，改变占空比，调节脉冲宽度，就可以达到调节输出电压有 效有值的目的。其输出电压大小亦可连续调节，且谐波含量小，易滤除。同现有的斩控调压 技术相比，本发明采用的单片机生成PWM脉冲方式，无论所生成信号的质量、调节过程稳定 性、控制精度以及控制方式的灵活性均远优于（现有的斩控调压控制电路中占主流地位的） 硬件PWM信号发生方式。本发明采用的"时序互锁电路"杜绝了电磁干扰和电源波动造成控 制信号"时序交越"现象的发生。提升了整机的电磁兼容水平和"鲁棒性"。现有的带电流 检测的非互补斩控调压控制电路多采用组合逻辑电路实现对电源信号的采集、相位识别和相 关处理，本发明则采用嵌入式单片机，全面替代并系统地完成上述电路功能，同时还简化了 电路，增强了电路可靠性，大大提高了输出信号的时序精度。本发明从相关的电源信号采集 、PWM信号发生与调整，直至非互补斩控信号形成及电路保护，均以嵌人式单片机为核心进 行控制和完成。它与完全采用硬件方式，或仅在PWM信号发生及调整方式上采用计算机控制 的技术手段相比，不仅电路结构水平有本质和层次上的差别和提升，控制精度及整机稳定性 、可靠性亦有较为明显的提高。
附图说明
附图l为本发明的结构示意图；
附图2为感性负载的非互补控制时序图；
附图3为斩控调压电路结构示意图。
附图标记说明：1-信号采集模块、2-信号组合模块、3- PWM波信号发生模块、4-时序互 锁模块、5-驱动模块、6-信号调制模块、7-信号复合模块、8-保护、开关电路、Lif-输入端 电感、Cif-输入端电容、Lof-输出端电感、Cof-输出端电容、R-电阻、L-电感、Vh V2、 VF1 和VF-绝缘栅双极型三极管、VD1、 VD2、 Vmn和VDF2-快恢复二极管。
具体实施方式
HT46R23，信号采集模块1连接信号组合模块2，信号组合模块2的信号输入时序互锁模块4， 以杜绝多路时序控制信号间发生时序重叠现象，PWM波信号发生模块3和时序互锁模块4输出 的信号同时输入信号调制模块6，得到受时序控制信号调制的PWM脉冲控制信号。信号组合模 块2采用单片机HT48R30A-1 。
得到受时序控制信号调制的PWM脉冲控制信号后，将信号调制模块6和信号采集模块1处 理后的电源信号输入信号复合模块7，将PWM脉冲控制信号与采集的电源信号进行同步复合， 得到完整的斩控复合信号，斩控复合信号输入驱动模块5，通过驱动模块5对斩控电路进行调 节。驱动模块5采用现有的驱动电路EXB841 。
电路中还包括保护、开关电路8，保护、开关电路8分别与信号采集模块1、 PWM波信号发 生模块3和驱动模块5连接。保护、开关电路8采用现有技术。
下面结合附图2和附图3阐述本发明的工作原理。附图2为感性负载的非互补控制信号时 序图，Uc为PWM脉冲信号，UGS1、 UGS2 、 UGSF1和ugsf2为信号组合模块2输出的信号，UG1、 UG2 、UGF1和ugf2为驱动模块5输出的控制信号，！^是电源电压被绝缘栅双极型三极管斩控过后 ，未滤波前的波形，Uo为非互补斩控调压一次电路的输出波形，附图3为现有的非互补斩控 调压一次电路结构原理图，Uc为电源电压，输入端电感Lif和输入端电容Cif组成输入端低 通滤波器。输出端电感Lof和输出端电容Cof组成输出端低通滤波器。绝缘栅双极型三极管 Vi、 V2、 Vm和vf2的门极受驱动模块5输出的控制信号Ud、 UG2、 UGF1和Ugf2控制，电阻R和电感 L串联电路表示感性负载，驱动模块5输出的控制信号Uw、 UG2、 Ugm和Ugf2分别控制附图3中
绝缘栅双极型三极管Vh V2、 Vm和vf2的门极，决定Vh V2、 Vm和vf2的开关状态。在电源电压 正半周电压电流反向期间：V2 Vn发射结为正偏，以提供负载电流通过电源的通路，同时使 V工发射结为零偏压，防止出现同时导通现象，而在vf2发射结加斩控信号。vf2导通时负载电 流通过vf2续流，负载端压为零，vf2关断时，负载电流通过v2流向电源，输出电压等于负载 端压；电压电流同向期间，V2、 Vn发射结仍保持正偏，vf2发射结为零偏，V工发射结加斩控信 号，V工导通是电源对负载供电，V工关断时Vm形成负载续流回路。在电源电压负半周，其工 作原理与正半周类似。本实施例以感性负载为例，阻性和容性负载控制原理相同。
将一次电路的交流电压、交流电流信号通过信号采集模块l采集、放大处理成计算机识 别的输入信号，再通过输入信号组合模块2转变成时序控制信号UGSh UGS2、 UGSF1和Ugsf2，即 根据电路的电压、电流相位，将绝缘栅双极型三极管Vh V2、 Vm和vf2的门极控制信号在一个 工频周期内分为4个区间，然后将PWM波信号发生模块3和时序互锁模块4输出的信号同时输入 信号调制模块6，得到受时序控制信号调制的PWM脉冲控制信号，将信号调制模块6的输出信
号和信号采集模块1处理后的电源信号输入信号复合模块7，把PWM脉冲控制信号与采集的电 源信号进行同步复合，得到完整的斩控复合信号，再通过驱动模块5隔离放大后得到Uw、 UG2 、UGF1和Ugf2，对附图3中斩控调压电路I绝缘栅双极型三极管Vh V2、 Vm和vf2的门极进行控 制。由于采用单片机作为PWM波信号发生模块3，生成信号的质量、调节过程稳定性、控制精 度以及控制方式的灵活性均远优于现有的硬件PWM信号发生方式。单片机产生PWM波信号的方 式可按现有技术。
由于控制电路的工作环境难免存在电磁干扰现象以及电路自身的检测误差等因素，信号 组合模块2输出的时序控制信号须通过时序互锁模块4对控制信号进行时序互锁，以杜绝控制 信号发生时序重叠。即通过对同一半周两路控制信号如绝缘栅双极型三极管V^nVF2的控制信 号Ugh、和Ugsf2进行时序锁定处理，阻止控制信号时序重叠现象发生，避免绝缘栅双极型三 极管Vi和vf2同时导通，发生短路。提高了电路的可靠性和稳定性。本实施例的时序互锁模块 4采用逻辑电路，将两路控制信号中的其一ug^倒相后，再和ugsf2进行与计算，相与后的Ugsf2
控制信号就不会与Ug^出现时序重叠的现象。时序互锁的方式还可以是，信号调制模块6连 接时序互锁模块4，将受时序控制信号调制的PWM脉冲控制信号进行时序互锁。
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