新型epwm斩波器式交流稳压电源的原理分析

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1、新型EPWM斩波器式交流稳压电源的原理分析

2、第11工作原理EP斩波式交流稳压电源的简化原理电路如图1所示。它是由主电路和控制电路两部分组成的。主电路是由EP桥式斩波器V1～V4及其输出变压器Tr、直流整流电源VD1～VD4和输出交流滤波器LF、CF组成。桥式斩波器通过其输出变压器Tr的次级串联在市电电源与负载之间，以便对市电电压的波动进行正、负补偿。桥式斩波器输出电压中的谐波，由滤波器LFCF来滤除。桥式斩波器所需的直流电源，由取自稳压电源输出端的市电电源，通过整流器VD1～VD4来供给。这里应该指出的是，EP桥式斩波器V1～V4并不是工

3、作在逆变器状态，而是工作在桥式斩波器状态。这是由它的EP工作方式、直流电源电压波形和直流电容Cd值的大小及其功能来区分的。如图2所示，桥式斩波器的直流电压，不是通过电容Cd把整流电压滤波成恒定的平滑直流电压，而是仍然为单相桥式整流电压的波形。直流电容Cd不再具有直流滤波功能，而只是为了创造一个续流通路而设置的。对于感性负载，在一个斩波开关周期内续流的能量是很小的（由于斩波频率较高），所以Cd的值也很小，Cd的充放电速度很快，不会影响整流电压的上升或下降速度，使Cd上的电压与不滤波的整流电压波形相同。也就是说，由于电容Cd的值很小，它只允许

4、续流电流通过，不再具有直流滤波功能，因此对整流波形不产生影响。这就说明桥式斩波器是工作在EP斩波状态，而不是工作在逆变状态。500)this.style.ouseg(this)">图1EP斩波式交流稳压电源的简化原理电路框图500)this.style.ouseg(this)">图2EP桥式斩波器主电路斩波式交流稳压电源的控制电路，是由市电输入电压整流检测电路、比较电路、EP电路和桥式斩波器开关V1～V4工作状态的切换和触发电路组成。在市电电压整流检测电路中，加入对滤波电感LF上的电压检测，是为了减小滤波电感LF的电抗对稳压精度的影响。E

5、P斩波器式交流稳压电源工作原理如图1所示。当市电电压波动时，通过对市电输入电压us及滤波电感LF上电压的整流检测电路，得到电压信号US.L，将US,L与基准参考电压Ur进行比较，得到误差电压ΔU。当US,L>Ur时（市电电压上波动）得动＋ΔU，＋ΔU使EP调制器中的比较器U2不能工作，只能使比较器U1工作，＋ΔU通过与三角波uc在U1中进行比较，在＋ΔU大于三角波的部分产生出EP脉冲信号，此信号通过“状态切换触发电路”对桥式斩波器中的开关管V1～V4进行控制，在其输出变压器Tr次级产生负补偿电压－uco，使负载电压UL=US－Uco

6、=Ur；当US,L<Ur时（市电电压下波动）得到－ΔU，－ΔU使EP调制器中的比较器U1不能工作，只能使比较器U2工作，－ΔU通过反相器与三角波uc在U2中进行比较，在ΔU大于三角波部分产生出EP脉冲信号，此信号通过“状态切换触发电路”对桥式斩波器中的开关管V1～V4进行控制，在其输出变压器Tr次级产生正补偿电压＋uco，使负载电压UL=US＋Uco=Ur。对市电电压的正、负补偿，是通过状态切换触发电路，切换桥式斩波器中开关管V1～V4的工作顺序来实现的。如果对应于市电的正半周让V1及V4导通，对应于市电的负半周让V2及V3导通，是

7、对市电电压进行正补偿，如图2中的虚线路径所示。对应于市电正半周让V2及V3导通，对应于市电负半周V1及V4导通，就是对市电电压进行负补偿，如图2中点划线路径所示。采用图2所示主电路对市电电压波动进行补偿的关键有两点：一是EP；二是电容Cd的值要小到不影响整流电压ucd的变化，即使Cd小到不再具有直流滤波功能。2EP调制及正弦斩波电压的生成图1所示交流稳压电路的EP，与正弦斩波电压的生成如图3所示。其中图3(a)为整流器VD1～VD4的交流输入电压波形，图3(b)为直流电容Cd上的电压波形，图3(c)为EP，图3(d)为EP产生的桥式斩波器

8、中开关管V1～V4的触发脉冲波形，图3(e)即为EP正弦斩波电压波形，图3(f)为Tr初级补偿电压波形。EP是由P.D.Parkh，S.R.Paradla于1983年首先提出来的。其原理是采用用直流形式表示的误差电压ΔU与三角波电压uc进行比较如图3(c)所示，在直流误差电压ΔU大于三角波电压的部分产生出等脉宽调制脉冲，如图3(d)所示。用图3(d)的等脉宽调制脉冲去触发桥式斩波器中相应的开关管V1～V4，就可以在桥式斩波器的两桥臂中点a和b之间产生出EP正弦斩波电压波形，如图3(e)所示。经过滤波器LFCF滤波后，就可以在变压器Tr初级

9、得到正弦补偿电压uab1，如图3(f)所示。uab1在Tr次级产生补偿电压uco。当对市电电压进行正补偿时，补偿电压uco与市电电压相位相同；当对市电电压进行负补偿时，补偿电压uco与市电电压