技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬電器控制電源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓交流電源與其所產(chǎn)生的低壓交流電源和低壓直流電源三電源共地的電路。

背景技術(shù)

在低壓電器小功率相控技術(shù)中，高電壓的交流負載往往需要根據(jù)各種信號進行退出運行或投入運行的控制。產(chǎn)生和處理控制信號所需的低壓直流電源通常由全波或者半波整流獲得。獲得這種控制用低壓直流電源的方法有四種：第一種是直接對高電壓交流電源進行整流，再通過開關(guān)電源技術(shù)將高壓直流電源變成低壓直流電源；第二種是直接對高電壓交流電源進行整流，再通過電阻降壓和穩(wěn)壓二極管（或者三端穩(wěn)壓模塊）穩(wěn)壓獲得低壓直流電源；第三種是先通過電容降壓后整流，再由電阻降壓和穩(wěn)壓二極管（或者三端穩(wěn)壓模塊）穩(wěn)壓，獲得低壓直流電源；第四種是通過變壓器降壓、經(jīng)整流后獲得低壓直流電源。在控制電路用的低壓直流電源的負載電流較小的情況下，為了提高從交流電源到低壓直流電源的轉(zhuǎn)換效率，應(yīng)選擇交流電容降壓后整流的方式。

雙向晶閘管通常被用作高壓交流電源負載投入運行和退出運行的電力半導(dǎo)體相控器件。晶閘管的陰極要與控制電路用的低壓直流電源的負極接在一起（或稱共地，即兩個或兩個以上的電路模塊有公共的連接點）。能夠做到這一點的有半波整流和變壓器降壓整流。半波整流電容器降壓效果差不能使用，只能用電阻器降壓或者電阻電容并聯(lián)支路降壓。因降壓電阻器的損耗較大，從降低能耗的要求出發(fā)，采用電阻器降壓的半波整流不適用。若采用變壓器降壓整流方式，因變壓器的損耗較大，也不是最佳技術(shù)途徑。采用電容器降壓，再經(jīng)橋式或全波整流可獲得低壓直流電源，但低壓直流電源的負極不能與晶閘管的陰極共地。一種共地的辦法是，在低壓直流電源之后，再采用直流隔離電源，使隔離后的低壓直流電源的負極能夠與晶閘管的陰極共地。但是隔離電源的效率較低，造價較高。如此一來，要使控制用低壓直流電源負極與晶閘管的陰極共地，只有采用變壓器降壓整流和低壓直流隔離電源的辦法，這兩種辦法的效率和成本都比較高。

為了調(diào)節(jié)高壓交流電源負載的功率，或者使高壓交流電源的負載投入和退出運行，通常采用相控晶閘管。要通過調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通延遲角來達到調(diào)節(jié)高壓交流電源負載的目的，就必須獲得高壓交流電源的頻率和相位角的信號，因此需要有與高壓交流電源同頻率同相位同波形的低壓交流電源。也就是在高效率獲得低壓直流電源的同時，還必須高效率地獲得與高壓交流電源同頻率同相位同波形的低壓交流電源。

更進一步，來自高壓交流電源的低壓交流電源的信號還必須能夠與控制電路用的低壓直流電源的負極共地，以便控制電路獲得相位控制信號。

通過上述分析可見，要能夠?qū)Φ蛪弘娖鲗崿F(xiàn)經(jīng)濟適用的高質(zhì)量控制，對電電路有如下要求：一是要功耗小、體積小、成本低；二是能高效率地獲得低壓直流電源和低壓交流電源；三是低壓交流電源與低壓直流電源必須能夠共地，以便產(chǎn)生相控信號；四是低壓直流電源、低壓交流電源、高壓交流電源三者必須能夠共地，或者是低壓直流電源、低壓交流電源、控制高壓交流負載的控制器件必須能夠共地。

目前能夠滿足第三個和第四個要求的技術(shù)途徑，有變壓器方式和低壓直流隔離電源方式，但變壓器體積大，成本高，功耗大；低壓直流隔離電源的方式，雖然能夠解決晶閘管的陰極與隔離后的低壓直流電源的共地問題，但同樣是成本高，而且需要自激振蕩，對小信號電路有電磁干擾。

使用具有電氣隔離功能的繼電器，或者使用光電隔離控制的晶閘管控制高壓交流電源的負載，能使低壓直流電源與高壓交流電源有電氣隔離的性能。使用這兩種方法控制高壓交流電源負載，雖然方便解決共地問題，但繼電器和光電耦合晶閘管的成本高，體積大。

只要使用晶閘管控制高壓交流電源的負載，高壓交流電源與低壓直流電源就不是電氣隔離的，而且并不是所有的控制電路都必須與高壓交流電源進行電氣隔離。