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1、第!"卷第#期&’()!"-’)#"$$%年#月:;<=>F?@AE@*+(,"$$%几种交流稳压电源主电路拓扑贺冬梅!蔡丽娟!华南理工大学电力学院"广东广州!"#$%##摘要:对现有的交流斩控电路进行了分析,给出了工作模式和输入输出关系,并简要介绍了其优点º关键词:稳压电源"交流;斩控;拓扑中图分类号:TM40.9文献标识码:B文章编号:1001-8425(2005)07-0019-04电路如图2所示。!引言目前,我国某些地区电网供电质量比较差,电网电压波动范围比较大。电网电压波动对敏感性负载,如
2、计算机、通讯设备和过程控制系统等影响很大,有可能导致这些系统有效数据丢失、通信中断和生产周期加长等严重后果。因此,调节电网电压对敏感性图1斩控调压装置原理框图负载的正常运行是很重要的。Fig.1Diagramofhopperregulator目前,交流稳压主要采用如下方法:!用可控硅调相电路来实现稳压。但因为是调整截止角,将使正弦波严重畸变;"采用反伺服电机调节自耦调压器组成的电路来实现稳压。但电机和传动系统的机械惯性调整速度较慢且精度不高;#以铁磁元件为调整元件(磁放大器)的稳压线路。因为磁惯性大
3、,响应图2斩控调压装置等效电路时间较长,磁系统会产生严重的波形畸变;$把高频Fig.2Equivalentiruitofhopperregulator开关电源技术引入到交流稳压电源中,可以取得减根据等效电路图,如果忽略线路阻抗和斩控器小体积和重量,节省铜铁材料等效果,具有效率高和的阻抗,可以得到:响应速度快等优点。V#$V%&’V(从国内外的研究现状来看,高性能开关型交流式中V%&－－－电网输入电压稳压装置可分为部分功率补偿型和全功率变换型两V#－－－调压后输出电压种。部分功率补偿型稳压装置,从输入
4、侧取得工频交V(－－－斩控器输出电压流电压,经过变换后补偿到市电,使输出电压稳定,从上式可看出,该调压装置输出电压是通过调开关调节电路承担负荷的部分功率;全功率变换型整斩控器输出电压达到调压目的的。稳压装置,把输入交流电压整流成直流,再通过逆变下面介绍几种斩控主电路。变成工频交流电压供电,开关调节电路承担负荷的#几种开关型单相交流稳压装置的斩控主全部功率。本文中介绍的几种开关型单相交流稳压装置的电路斩控主电路,主要用于部分功率补偿稳压装置。首先,需要说明的是,因开关管工作频率远远高"斩控部分补偿调压
5、装置于市电频率,分析过程中假定每个开关周期输入电压不变,输入输出电压均仅对于一个开关周期而言,图1为斩控调压装置原理图。斩控器工作时,可其关系同交流电输入输出电压关系。另外,文中电路等效为一个受控电压源,则该调压装置工作时等效)1*图所示开关管均为双向开关管,图+所示为四种!"第42卷常用双向开关管。电压,L2能量通过D3、D4回送至V2;S3、S4导通时,C反向充电,此时,相当于在输入电源串联一个正电压,L1能量通过D1、D2回送至V1。由于用电容器代替了工频变,减少了损耗,其效率有所提高。另外,
6、因不需要输出滤波器,其体积、重量及造价都有所降低。图3双向电子开关管Fig.3Bidiretionaleletroniswithtube3.1桥式电路全桥式电路的开关管数量多,但对其耐压要求不高,适用于各种输出功率容量等级的电源变换电路。[2]图4为一种全桥斩控变换器主电路,其控制类似全桥逆变器,S1、S4、S2、S3交替导通,并要求有控图/电容串联的半桥斩控变换器制死区。Fig.6Halfbridgehopperonverterwithseriesapaitor3.2B&’(、B))*+、B&’(
7、,B))*+电路将传统的DC/DC变换电路中开关管及二极管用双向开关管代替,运用不同的控制方法可以转换成斩控电路。有文献列出了三种电路形式,并详细介绍了[5]图-全桥斩波主电路Buck斩控电路的工作过程。Buck-Boost电路具有Fig.4Mainiruitoffullbridgehopper升压降压的功能,也可以用于全功率补偿的斩控电以输入电压正半周为例,S1、S4导通时,Lp同名路,相对比较受到重视,下面着重介绍Buck-Boost端电压为负,相当于输入电源串联负电压;S2、S3导斩控电路(见
8、图7)。通时,Lp同名端电压为正,此时相当于在输入电源串联一个正电压。改变占空比即可调节输出电压。在此基础上加入软开关功能,可以减少损耗,提高电路工作效率。如图5所示为一种软开关的全[3]桥斩控变换器。该电路辅助开关管可以ZCS开通,图0B&’(,B))*+斩控变换器主开关管ZVS开通。电路工作效率可达到95%。Fig.7Buk-BoosthopperonverterBuck-Boost斩控电路工作过程与DC/DC变换电路类似。以电源正半周为例,在一个开关周期0-t中
