[实用新型]增进暂态响应与稳压范围的交流稳压器

说明书

本实用新型涉及一种交流电源的稳压装置，更确切地说，涉及一种能够增进暂态响应和稳压范围的交流稳压器设备。

由于工商业的快速发展与进步，使得电力供应日趋紧张，而发电厂的兴建又因土地资源紧张与为时过长而显得缓不济急，因此，每逢夏季用电高峰，或是用户处于供电网末端时，就会产生电力供应不足的情形，造成供电电压常呈现忽高忽低的不稳定状态。只有使用一种可稳定电压的电力稳压装置，将电压控制在一个频定电压，才可保护用电设备的正常动作。

目前，通常使用的交流稳压器，依其控制方式的不同大致具有以下几种型式：

（1）利用电机驱动的自耦变压器式，该方式虽可产生稳定电压，却有体积大笨重与反应速度慢的缺点。

（2）磁共振变压器式：利用共振原理稳压，但其工作温度高、噪音大、体积大、笨重，且过载电流低。

（3）可控硅整流式：对电流作相位角控制，缺点是输出波形有缺角，且谐波失真大，其体积、重量也极笨重。

（4）磁场饱和感应式：利用变压器的饱和特性工作，也具有高噪音与笨重、体积大的不便。

（5）跳动式或数位式：输出电压为非线性，以阶梯跳动方式调变电压，稳压率差、反应慢，且可靠度低。

（6）移相或放大器式：由整流与滤波电路所构成，其输入功率低、效率差、准确性低。

总之，目前使用的稳压器，普遍具有下列缺陷：（1）反应速度与暂态响应差：机械式的反应速度约为10－30周波不等，电子式的约为3－5周波，磁共振的约为1.5周波，但这几种型式的动态输出阻抗极高，使得其暂态响应差。（2）输入电压范围窄：一般电子式仅为±15％，磁共振式约为±20％，使适用性受到限制。（3）稳压率与效率低：多数稳压率虽多可符合1－3％，但因动态工作电流与动态输出阻抗极高，使得效率低下，甚至尚未外接任何负载，本体已呈高温状态，无法实际使用。（4）体积与重量：普遍有笨重、庞大的缺点。

本实用新型的目的是提供一种能够克服上述缺陷、具有较佳功能与效率的交流稳压器装置——能增进暂态响应与稳压范围的交流稳压器。

本实用新型是这样实现的：该装置是由机壳和控制电路所构成，其中控制电路包括有：

一个输入低通滤波电路：该电路是由电感L11、L12与电容C11、C12、C13和C14所并接组成，后端跨接一个防止低频干扰的电容C1；

一个弦波分离电路：由二极管D1与D3并接构成，以将输入的正弦波分离成正、负半周；

一个减压脉冲宽度调变电路，主要由晶体管Q1与Q3构成，其中Q1的集电极与二极管D1的负极相连，Q3的射电极与二极管D3的正极相接，Q1、Q3的基极P1、P3可分别外接输入信号；

一个补压脉冲宽度调变电路：主要是将L1、L2分别连接到Q2的集电极及Q4的射电极，且Q2的射电极也与Q4的集电极相连接，Q2、Q4的基极P2、P4可分别外接输入信号；

一个弦波再组合电路：由反相配接的D2与D4组成，以将原先分离的波形组合还原成交流弦波，后端跨接有一个高频滤波电容；

一个输出低通滤波电路：由电感LO1、LO2和电容CO1、CO2、CO3、CO4所组成；

一个误差比较电路：是将由交流正弦波发生器（OSC）所产生的低失真的交流正弦标准波形与市电的电源频率同步并锁相（PLL）后的交流正弦标准波与交流稳压器的反馈信号（LO、NO）进行误差比较，再将所取得的误差修正信号另外与高频三角波产生器所产生的高频三角波信号，经比较器比较后，获取随市电高低快速变化的高频脉宽调变信号；其特征在于：输入的交流市电电源先与输入低通滤波电路相连接，再接弦波分离电路，将其分离成正、负半周波形输出，其后侧顺序接有减压脉宽调变电路和补压脉宽调变电路；上述两个脉宽调变电路中的四个开关晶体管的基极则分别与上述误差比较电路的输出端相连接，以便对输入电压进行适当的减压或补压后输出之后再与弦波再组合电路及输出低通滤波电路顺序连接后输出额定稳压电源。

上述开关晶体管Q1与Q3可以采用绝缘基极晶体管、普通晶体管或场效应晶体管。上述开关晶体管Q2与Q4可以采用绝缘基极晶体管、普通晶体管或场效应晶体管；如用场效应晶体管时，须在其漏极或源极上串接一个顺向二极管。上述电感线圈L1、L2是用于滤波及升压作用的。该装置是将交流市电电源经弦波分离电路先分离成正、负半周后，再分别进行稳压的。