[发明专利]交流稳压器

说明书

本发明涉及一种交流稳压装置。

目前广泛在使用的交流稳压器有：

（1）可控硅相控式交流稳压器

该稳压器是利用升压自耦变压器来产生补偿电压的，其补偿电压的大小由串接在自耦变压器原边和交流电源之间的一对反并联可控硅相控开关控制，通过调整相控开关的移相角，使输出往缩小偏差的方向调整，以达到稳定电压之目的。这种稳压器，由于采用相控开关控制电压，谐波分量大，所以失真度大，要滤除这些谐波，则需要配置较大尺寸的滤波器，这就增加了成本，体积和重量。又由于升压自耦变压器不可能产生与电纲电压反相的补偿电压，这就使稳定电压的范围受到了限制，为扩大稳压范围，另需在输出端接只降压自耦变压器，也导致成本、体积、重量增加。

（2）磁放大器式交流稳压器

该稳压器用一只磁放大器串接在升压自耦变压器的原边和交流电源之间，用误差电压作为磁放大器的直流激磁，来控制磁放大器的交流侧阻抗，使输出电压偏差缩小，来实现稳压的。这种稳压器，由于采用了磁放大器，不仅动态相应时间长，且消耗有色金属多，体积大，重量重，效率低。

本发明的任务是提供一种失真度小，稳压范围大，动态性能好、效率高、体积小、重量轻、成本低、运行可靠的稳压器。

本发明的任务是通过如下技术措施来实现的：整个交流稳压器可分为电压补偿电路、反馈调节器、脉宽调制器、隔离驱动电路及保护系统部分，其电压补偿电路包括交流斩波器、工频变压器和滤波器。从普通交流电纲来的交流电，经过交流斩波器输入变压器原边，将变压器付边输出电压和电纲电压矢量迭加、滤波，并与给定电压作比较后再送入反馈调节器中进行调节，用调节后的输出信号去控制脉宽调制器的输出脉宽，该输出脉宽经隔离驱动电路隔离和放大后驱动交流斩波器，通过交流斩波器去控制变压器的原、付边电压，使变压器付边输出电压大小正好等于电纲电压和恒定电压之间的差额，用以补偿电压偏差，实现输出恒定电压之目的，为提高运行可靠性，在稳压装置中还设置了过流保护系统。

以下结合附图详细说明本发明的构成及使用实例。

图1是本发明交流稳压器的原理框图。

图2是电压补偿电路及保护系统的主电路。

图3是构成四开关交流斩波器的双向全控开关，（仅表示一只开关的电路）。

图4是误差检测、放大及采样脉冲形成电路。

图5是脉冲采样调节器的电路。

图6是四开关交流斩波器的倍频式脉宽调制方法原理波形图。

图7是倍频式脉宽调制器的电路。

图8是隔离驱动电路。

图9是保护系统控制电路的主体部分电路。

参照图1，本发明的稳压器具有电压补偿电路11，反馈调节器4，脉宽调制器5，隔离驱动电路6及保护系统7，其中电压补偿电路包括交流斩波器1，工频变压器2和滤波器3，这里，反馈调节器4由放大器8，采样脉冲形成电路9及脉冲采样调节器10构成。来自电网的交流电V_i经过交流斩波器1输入变压器2的原边，把变压器付边输出电压V₁′与电网电压V_i矢量迭加，并经滤波器3滤波后所获得的输出电压V₀与给定电压V_g进行比较，比较后的误差电压V_r′输入反馈调节器4，而用调节后的输出信号去控制脉宽调制器5的输出脉宽，该输出脉宽经隔离驱动电路6隔离、放大后驱动交流斩波器，使交流斩波器有正确的输出电压V₁去控制变压器，从而使变压器付边获得的补偿电压V₁′与电网电压V_i迭加后，正好满足V₀＝V_g，达到稳压之目的，在稳压器中还设置了一个能有效地承受过载电流的保护系统7，旁路变压器原边的过载电流，以确保稳压器正常工作。

图2是交流稳压器的电压补偿电路及保护系统的主电路。