[其他]用于产生储存功率波能量的谐波电感器

说明书

计算机的复杂程度和逻辑速度的日益增长已使得这些装置对于输电线路（电力线路）的扰动极为敏感。线路电压的峰值和噪声所引起的不仅仅是装置本身的损坏，而且还往往会使数据和无法弥补的资料丢失。已作了大量的努力耒研制各种类型的防护措施以便使得计算机的运行免于受到有害的电噪声的干扰。通常所知的此类装置是线路调节器或滤波器。这些装置可以被分成为有源电路和无源电路两种类型。

无源电路实质上是滤波器网络，它可以包括某种形式的浪涌保护器，但它不具有改变输入线路电压正弦波基本形状的元件。另一方面，带有有源电路的线路调节器则包括某种形式的能在极高或极低的线路输入条件下将输出电压保持在合理的限度内的电压调整器。线路调节器中的有源电路从铁磁共振装置到抽头开关，多初级开关，开关方式合成器和能量分配器等。所有这些器件都是为本技术领域中的人所熟知的。然而，所有这些器件都利用电路维持或恢复一种近于理想的正弦波，它们的质量不仅仅通过它们的调整响应时间，噪声抑制，效率耒判定，而且还要通过输出正弦波的质量耒判定，也就是说，要有最小的畸变和谐波含量。

通常假定大多数电气设备都是工作于线路电压正弦波的，并且假定只有正弦波才能使运行可靠。然而，这种假定有可能是不正确的;而当这种假定真的不正确时，就将使大量的能量以热的形式浪费在电子设备中，这样还会在部件上引起很大的电应力，从而使这些部件的寿命缩短。

在电子设备设计中采用的惯用方法是根据公共事业公司的某些标准提供一种可靠的安全系数，再另外加上一个安全系数耒考虑出现在建筑物内部布线中的电力损失。典型的输入电压设计参数是取某个平均值的+/-10%。在美国，通常用115V作为平均值，尽管美国的额定电压实际上是120V。然而，美国的标准是120v+6%/-14%，这就产生了115V的平均值。

在所有的电子设备中，特别是在计算机中，实际上是通过电源装置将所有交流电输入都转换成直流电的。不论电路怎样布线，不管是否具有电源变压器，所有的电源装置所采用的峰值整流器都仅仅在输入正弦波处于峰值位置时才通过电流以便将能量充入存储电容和在每个半周峰值时对这些电容进行重复充电。当正弦波一经过每一个峰值时，整流器的二极管就被加上了反向偏压直到正弦波达到下一个半周的峰值时才重新导通。在正弦波峰值之间的间隙时间中，电源将直流电能量从存储电容中取出从而使得这些存储电容上的直流电压在放电时间间隔中缓慢下降。存储电容上的直流电压波形具有充电和放电周期的特征波形，称为“脉动”或“纹波”。

在电子设备中的直流电源设计得能在最坏的条件下，在每个放电周期的末端使它们的调节器电路仍然具有充分的运行安全系数（顺从电压compliance    Voltage）。这里所说的最坏条件在美国是指输入线路电压突然变得很低-103伏。这样一耒，由于整流器只在正弦波处于峰值期间运行，所以实际设计的标准不是103    Vrms（均方根值），而是其等效峰值电压145.6    Vpk（峰值）（103×1.414＝145.6）。

当输入线路电压高于这种低限时，它会使得存储电容器上的直流电压增加从而使直流电源中的顺从电压随之增加，如果电源具有通常的线性通过调节器（Linear    Pass    r    egulator），这样就会使过量的电压被调节器吸收，同时这种过量的电力转变成热（即被浪费）。最坏的能量损失发生在线路电压处于127V均方根值极高的时候，也就是电压为179.5V峰值的时候。179.5伏比最低限度的需要145.6伏高出了33.9V的峰值，以致相当于浪费了23.3%的能量。

人们现在也许会推断说，因为电子设备使用了峰值整流器，用方波作为功率输入将是有利的。因为矩形波的每半周从开始到结尾都是一平坦的顶部，故矩形波有可能使整流器达到基本上是连续的导通。这样就可以将脉动电压消除，减少电源的顺从应力，大大改进系统的效率。不幸的是，正如前面所指出的是，最低峰值电压（平坦的顶部）将必须是140V左右以便提够足够的顺从电压使电源正常远行。因为将不存在充电和放电的脉动，矩形波峰值能够略低于145.6V的正弦波峰值。然而，矩形波的均方根值等于其峰值，这就是说矩形波的140V峰值也就是140V均方根值。