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PWM交流斩控技术在交流稳压电源中的应用

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

波。谐波频率在开关频率及其整数倍两侧±ω处分布,开关频率越高,谐波与基波距离越远,越容易滤掉。
  
  在经LC滤波后,则有
  
  
  
  把输出电压基波幅值与输入电压基波幅值之比定义为调压电压增益,即
  
  
  
  由此可见电压增益等于占空比D,因此改变占空比就可以达到调压的目的。
  
  2控制方案设计与工作原理
  
  一般情况下,PWM交流斩控调压器的控制方式与主电路模型、电路结构及相数有关。
  
  若采用互补控制,斩波开关和续流开关在换流过程中会出现短路,产生瞬时冲击电流;如设置换相死区时间,又可能造成换相死区时间内二个开关都不导通使负载开路,在有电感存在的情况下,会产生瞬时电压冲击。本方案采用有电压、电流相位检测的非互补控制方式,如图2所示。对相数而言本方案采用三相四线制,即用三个单相电路,组合成三相电源,这样可以避免相间干扰,保持各相电压输出稳定。
  
  由图2可见,V1,VD1与V2,VD2构成双向斩波开关,Vf1,VDf2与Vf2,VDf1构成双向续流开关;Lof及Cof分别为滤波电感、电容;u1为补偿变压器初级绕组两端电压,u2为向主电路补偿的电压。本方案采用了有电压、电流相位检测的非互补控制方式。图3为在RL负载下,这种非互补的斩波开关和续流开关门极驱动信号的时序配合及一个电源周期中输出电压的理想波形。
  
  由图3可见根据负载电压电流相位,一个电源工作周期可分为4个区间.
  
  上述工作状态,可用逻辑表达式表示为:
  
  
  
  为保证电源满足负载特性的要求及运行可靠性,本方案采用了图4所示的控制电路结构。
  
  3补偿稳压原理及控制
  
  图5示出补偿稳压电路。
  
  图5中电网电压u,补偿电压uc,输出电压uo均为工频。当u与uc相位差=0°时,uo=u+uc;当=180°时,uo=u-uc。因此,当电网电压u变化时调节uc的大小以及与u的相对极性即可保证uo的恒定。
  
  u与uc相对极性变换的控制如图6所示。其输出uQ接双向晶闸管的过零触发电路。采样信号取自uo经整流滤波后的输出。电位器Rp用于调节输入信号的门槛电压,其传输特性如图6(b)所示。
  
  4结语
  
  PWM交流斩控技术用于交流稳压,显著地提高了交流稳压电源的技术性能,其主要特点是:
  
  
  
  
  
  1)可采用全固态器件,真正做到了无触点、无抽头,因而可靠性高、工作寿命长;
  
  2)平滑调节,输出无级差,对电网及用户无冲击,不产生低频次谐波干扰;
  
  3)输出精度高,实际精度可达到±0.5%,即便在正补偿与负补偿变换瞬间,输出电压波动也不超过额定电压的1%;
  
  4)动态响应速度快,可达ms级;
  
  5)负载无选择性,对感性负载、阻性负载、容性负载都适用;
  
  6)每相只需一台变压器,因而重量轻,自身

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