0    引言

    隨著高新技術(shù)的發(fā)展，越來越多的高精密負(fù)載對輸入電源,，特別是對交流" title="交流">交流輸入電源的穩(wěn)壓精度要求越來越高,。但是，由于電力供求矛盾的存在,，市電電網(wǎng)電壓的波動較大,，不能滿足高精密負(fù)載的要求,，需要在市電電網(wǎng)與負(fù)載之間增設(shè)一臺高穩(wěn)壓精度的寬穩(wěn)壓范圍的交流穩(wěn)壓電源" title="穩(wěn)壓電源">穩(wěn)壓電源,。

    交流穩(wěn)壓電源形式有很多種,，目前應(yīng)用較多的三相柱式交流穩(wěn)壓器，由于用的是機(jī)械傳動和碳刷觸點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié),，因而存在工作壽命短,、可靠性差、動態(tài)響應(yīng)慢等缺點(diǎn),。正在被一種無觸點(diǎn)多補(bǔ)償變壓器式交流穩(wěn)壓電源所取代,。

    “補(bǔ)償”的概念有補(bǔ)足和抵消兩種意思。所謂多補(bǔ)償變壓器式交流穩(wěn)壓電源,，就是用多個(gè)（一般是2～4個(gè)）補(bǔ)償變壓器,，將其次級串入主電路中，通過由雙向晶閘管或固態(tài)繼電器組成的“多全橋”變換電路,，采用有選擇的切換或通過切換串入補(bǔ)償變壓器的個(gè)數(shù)進(jìn)行有級補(bǔ)償,，來達(dá)到穩(wěn)壓目的。由于沒有機(jī)械傳動和碳刷,，因而提高了壽命與動態(tài)反應(yīng)速度,，使交流穩(wěn)壓電源的整體性能大大提高。但也存在著一些缺點(diǎn),，諸如只能有級調(diào)壓,，調(diào)節(jié)精度不高，使用的補(bǔ)償變壓器及控制開關(guān)較多,，電路相對復(fù)雜等,。本文取其優(yōu)點(diǎn)、避其缺點(diǎn),，提出了用等脈寬調(diào)制（EPWM" title="EPWM">EPWM——equal-pulse width modulation）高頻斬波器進(jìn)行補(bǔ)償?shù)慕涣鞣€(wěn)壓電源以供參考,。它是作者曾經(jīng)研制和發(fā)表過的“PWM斬波器式交流穩(wěn)壓電源”的一種改進(jìn)變形電路（參見電源世界2002年第1期及電源技術(shù)應(yīng)用2002年第3期），比原電路更簡單,，也更合理一些,。

1    工作原理

    EPWM斬波式交流穩(wěn)壓電源的簡化原理電路如圖1所示。它是由主電路和控制電路兩部分組成的,。主電路是由EPWM橋式斬波器V₁～V₄及其輸出變壓器Tr,、直流整流電源V_D1～V_D4和輸出交流濾波器L_F、C_F組成,。橋式斬波器通過其輸出變壓器Tr的次級串聯(lián)在市電電源與負(fù)載之間,，以便對市電電壓的波動進(jìn)行正、負(fù)補(bǔ)償,。橋式斬波器輸出電壓中的諧波,，由濾波器L_FC_F來濾除,。橋式斬波器所需的直流電源，由取自穩(wěn)壓電源輸出端的市電電源,，通過整流器V_D1～V_D4來供給,。這里應(yīng)該指出的是，EPWM橋式斬波器V₁～V₄并不是工作在逆變器狀態(tài),，而是工作在橋式斬波器狀態(tài),。這是由它的EPWM工作方式、直流電源電壓波形和直流電容C_d值的大小及其功能來區(qū)分的,。如圖2所示,，橋式斬波器的直流電壓，不是通過電容C_d把整流電壓濾波成恒定的平滑直流電壓,，而是仍然為單相橋式整流電壓的波形,。直流電容C_d不再具有直流濾波功能，而只是為了創(chuàng)造一個(gè)續(xù)流通路而設(shè)置的,。對于感性負(fù)載,，在一個(gè)斬波開關(guān)周期內(nèi)續(xù)流的能量是很小的（由于斬波頻率較高），所以C_d的值也很小,，C_d的充放電速度很快,，不會影響整流電壓的上升或下降速度，使C_d上的電壓與不濾波的整流電壓波形相同,。也就是說,，由于電容C_d的值很小，它只允許續(xù)流電流通過,，不再具有直流濾波功能,，因此對整流波形不產(chǎn)生影響。這就說明橋式斬波器是工作在EPWM斬波狀態(tài),，而不是工作在逆變狀態(tài),。

圖1    EPWM斬波式交流穩(wěn)壓電源的簡化原理電路框圖

圖2    EPWM橋式斬波器主電路

    斬波式交流穩(wěn)壓電源的控制電路，是由市電輸入電壓整流檢測電路,、比較電路,、EPWM電路和橋式斬波器開關(guān)V₁～V₄工作狀態(tài)的切換和觸發(fā)電路組成。在市電電壓整流檢測電路中,，加入對濾波電感L_F上的電壓檢測,，是為了減小濾波電感L_F的電抗對穩(wěn)壓精度的影響。

    EPWM斬波器式交流穩(wěn)壓電源工作原理如圖1所示,。當(dāng)市電電壓波動時(shí),，通過對市電輸入電壓u_s及濾波電感L_F上電壓的整流檢測電路，得到電壓信號U_S.L，將U_S,L與基準(zhǔn)參考電壓U_r進(jìn)行比較,，得到誤差電壓ΔU,。當(dāng)U_S,L>U_r時(shí)（市電電壓上波動）得動＋ΔU，＋ΔU使EPWM調(diào)制器中的比較器U₂不能工作,，只能使比較器U₁工作,，＋ΔU通過與三角波u_c在U₁中進(jìn)行比較，在＋ΔU大于三角波的部分產(chǎn)生出EPWM脈沖信號,，此信號通過“狀態(tài)切換觸發(fā)電路”對橋式斬波器中的開關(guān)管V₁～V₄進(jìn)行控制,，在其輸出變壓器Tr次級產(chǎn)生負(fù)補(bǔ)償電壓－u_co,，使負(fù)載電壓U_L=U_S－U_co=U_r,；當(dāng)U_S,L<U_r時(shí)（市電電壓下波動）得到－ΔU，－ΔU使EPWM調(diào)制器中的比較器U₁不能工作,，只能使比較器U2工作,，－ΔU通過反相器與三角波u_c在U₂中進(jìn)行比較，在ΔU大于三角波部分產(chǎn)生出EPWM脈沖信號,，此信號通過“狀態(tài)切換觸發(fā)電路”對橋式斬波器中的開關(guān)管V₁～V₄進(jìn)行控制,，在其輸出變壓器Tr次級產(chǎn)生正補(bǔ)償電壓＋u_co，使負(fù)載電壓U_L=U_S＋U_co=U_r,。

    對市電電壓的正,、負(fù)補(bǔ)償，是通過狀態(tài)切換觸發(fā)電路,，切換橋式斬波器中開關(guān)管V₁～V₄的工作順序來實(shí)現(xiàn)的,。如果對應(yīng)于市電的正半周讓V₁及V₄導(dǎo)通，對應(yīng)于市電的負(fù)半周讓V₂及V₃導(dǎo)通,，是對市電電壓進(jìn)行正補(bǔ)償,，如圖2中的虛線路徑所示。對應(yīng)于市電正半周讓V₂及V₃導(dǎo)通,，對應(yīng)于市電負(fù)半周V₁及V₄導(dǎo)通,，就是對市電電壓進(jìn)行負(fù)補(bǔ)償，如圖2中點(diǎn)劃線路徑所示,。

    采用圖2所示主電路對市電電壓波動進(jìn)行補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵有兩點(diǎn)：一是EPWM,；二是電容C_d的值要小到不影響整流電壓u_cd的變化，即使C_d小到不再具有直流濾波功能,。

2    EPWM調(diào)制及正弦斬波電壓的生成

    圖1所示交流穩(wěn)壓電路的EPWM,，與正弦斬波電壓的生成如圖3所示。其中圖3(a)為整流器V_D1～V_D4的交流輸入電壓波形,，圖3(b)為直流電容C_d上的電壓波形,，圖3(c)為EPWM，圖3(d)為EPWM產(chǎn)生的橋式斬波器中開關(guān)管V₁～V₄的觸發(fā)脈沖波形，圖3(e)即為EPWM正弦斬波電壓波形,，圖3(f)為Tr初級補(bǔ)償電壓波形,。

    EPWM是由P.D.Parkh，S.R.Paradla于1983年首先提出來的,。其原理是采用用直流形式表示的誤差電壓ΔU與三角波電壓u_c進(jìn)行比較如圖3(c)所示,，在直流誤差電壓ΔU大于三角波電壓的部分產(chǎn)生出等脈寬調(diào)制脈沖，如圖3(d)所示,。用圖3(d)的等脈寬調(diào)制脈沖去觸發(fā)橋式斬波器中相應(yīng)的開關(guān)管V₁～V₄,，就可以在橋式斬波器的兩橋臂中點(diǎn)a和b之間產(chǎn)生出EPWM正弦斬波電壓波形，如圖3(e)所示,。經(jīng)過濾波器L_FC_F濾波后,，就可以在變壓器Tr初級得到正弦補(bǔ)償電壓u_ab1，如圖3(f)所示,。u_ab1在Tr次級產(chǎn)生補(bǔ)償電壓u_co,。當(dāng)對市電電壓進(jìn)行正補(bǔ)償時(shí)，補(bǔ)償電壓u_co與市電電壓相位相同,；當(dāng)對市電電壓進(jìn)行負(fù)補(bǔ)償時(shí),，補(bǔ)償電壓u_co與市電電壓相位相反。圖3是針對正補(bǔ)償情況畫出來的,，對負(fù)補(bǔ)償也可以畫出相應(yīng)的波形圖,。

    對于圖3(e)所示的EPWM正弦斬波電壓波形，為了使此波形具有半波奇對稱,，和四分之一波偶對稱,，以消除其傅里葉級數(shù)中的余弦項(xiàng)和正弦項(xiàng)中的偶次諧波，使載波比N=f_c/f=4k,，即三角波頻率f_c為市電頻率f的4整數(shù)倍,。調(diào)制比M=Δt/T_Δ=ΔU/U_cm，Δt為脈沖寬度,，T_Δ=1/f_c為三角波周期,、U_cm為三角波幅值，如圖3（e）所示,?？芍?i>M=Δt/T_Δ就是EPWM正弦斬波電壓波形的占空比D,，即M=Δt/T_Δ=D,。

(a)    整流輸入電壓

(b)    電容C_d上電壓

(c)    EPWM

(d)    斬波開關(guān)驅(qū)動脈沖

(e)    EPWM正弦斬波波形

(f)    補(bǔ)償電壓

圖3    EPWM斬波器式交流穩(wěn)壓電源的工作波形圖

    載波三角波的方程式為

    u_c=i=1,2,3,…（1）

    當(dāng)調(diào)制電平為ΔU時(shí)，可求出觸發(fā)脈沖起始點(diǎn)t_i和終止點(diǎn)t_i＋1的方程式,。

    由=ΔU,，得到

    t_i=ΔU（2）

    由=ΔU,，得到

    t_i＋1=ΔU（3）

    則脈沖寬度為

    Δt=t_i＋1－t_i=ΔU（4）

式中：T_Δ=2π/N。

    各觸發(fā)脈沖的起始角和終止角的數(shù)值為

    α₁=(1－D),；α₂=(1＋D),；α₃=(3－D)；α₄=(3＋D),；

    ……

    由圖3(e)可以看出,，EPWM正弦斬波電壓波形是鏡對稱和原點(diǎn)對稱，因此,，在它的傅里葉級數(shù)中將不包含余弦項(xiàng)和正弦項(xiàng)中的偶次諧波,，只包含正弦項(xiàng)中的奇次諧波，即

    f(ωt)=b_nsinnωt    n為奇數(shù)（5）

式中：b_n=f(ωt)sinnωtd(ω t)

    對于基波,，n=1,。由于被EPWM斬波的波形是正弦波，即f(ω t)=U_msinωt,，所以

    b₁====DU_m（6）

    對于諧波,，則

    b_n=

    當(dāng)n=kN±1,，k=1,，2，3,，……時(shí),，對上式求解得

    b_kN±1==－sinkDπ（7）

    當(dāng)n≠kN±1時(shí)，b_n≠kN±1=0,。

    所以EPWM正弦斬波電壓的傅里葉級數(shù)表示式為

    u_ab=DU_msinωt－sinkDπsin(kN±1)ωt（8）

    考慮到T_r的變比ξ:1,，補(bǔ)償電壓u_co表示式為

    u_co=Dsinωt－sinkDπsin(kN±1)ωt（9）

    用L_FC_F濾除高次諧波后得到補(bǔ)償電壓為

    u_co=Dsinω t=D（10）

    由式（8）中的諧波幅值sinkDπ可以算出，當(dāng)載波三角波頻率f_c=10kHz,，N=200,，D=0.1～0.9時(shí)，基波與各次諧波的幅值如表1所列,?；ê透鞔沃C波與調(diào)制比亦即占空比D的關(guān)系曲線如圖4所示?？芍狤PWM正弦斬波電壓的諧波頻率與載波比N成正比,，N越大諧波頻率越高，所需的濾波器L_FC_F的參數(shù)值也越小,。所以,，根據(jù)表1及圖4可以計(jì)算L_F及C_F的值。

表1    基波與各次諧波的幅值（f_c=10kHz,，N=200）

圖4    諧波分量與占空比D的關(guān)系曲線

3    對市電電壓波動的補(bǔ)償與T_r容量

    當(dāng)市電電壓u_s波動時(shí),，將會引起負(fù)載電壓u_L的波動。為了保持u_L穩(wěn)定不變，必須用補(bǔ)償電壓u_co對市電電壓的波動進(jìn)行補(bǔ)償,。當(dāng)U_s>U_r時(shí)須進(jìn)行負(fù)補(bǔ)償,，使U_s－U_co=U_L=U_r；當(dāng)U_s<U_r時(shí)須進(jìn)行正補(bǔ)償,，使U_s＋U_co=U_L=U_r,，所以

    U_L=U_s±U_co=U_r（11）

正補(bǔ)償時(shí)取正號，負(fù)補(bǔ)償時(shí)取負(fù)號,。

    假定補(bǔ)償變壓器Tr的變比為ξ：1,，橋式斬波器的輸出電壓基波為u_ab1=DU_msinωt

    則    U_co=（12）

    將式（12）代入式（11）得

    U_L=U_S±U_ab1（13）

    橋式斬波器的基波輸出電壓

    U_ab1=DU_L（14）

    將式（14）代入式（13）得

    UL=US±UL（15）

    或U_L(- +)U_L=U_S，U_L(1- +)=U_S

    U_L=（16）

    正補(bǔ)償時(shí)取正號,，負(fù)補(bǔ)償時(shí)取負(fù)號,。當(dāng)占空比D=1時(shí)，最大正,、負(fù)補(bǔ)償電壓由式（12）得

    U_co,max=（因?yàn)榇藭r(shí)U_ab1=DU_L=U_L）,。

    當(dāng)市電電壓的波動范圍為±15％時(shí)，最大補(bǔ)償電壓

    U_co,max=0.15U_L=（17）

    由于補(bǔ)償變壓器Tr初次級匝比為

    ξ==6.667（18）

    而補(bǔ)償變壓器次級電流,，即市電輸入電流

    I_S=（19）

式中：P為市電輸入功率,。

    補(bǔ)償變壓器初級電流，即橋式斬波器輸出電流

    I_ch=（20）

    即橋式斬波器的斬波開關(guān)管的額定電流,，只有市電輸入電流I_S的1/ξ,。因而補(bǔ)償功率

    P_co=U_ab1I_ch=DU_L=（21）

    當(dāng)U_S=U_L時(shí)，D=0,，補(bǔ)償功率P_co,min=0,；當(dāng)U_s,min=(1－0.15)U_L=0.85U_L時(shí)，D=1,，則補(bǔ)償功率

    P_co,max==0.176P（22）

    可以根據(jù)P_co,max來選擇補(bǔ)償變壓器Tr的容量,。

4    單相EPWM斬波器式交流穩(wěn)壓電源

    單相EPWM斬波器式交流穩(wěn)壓電源的原理電路如圖5所示，此電路只是為了說明原理而采用的,。它由5個(gè)部分組成,，即主電路，市電電壓檢測電路,，正,、負(fù)補(bǔ)償控制電路，三角波發(fā)生器電路和正,、負(fù)補(bǔ)償切換觸發(fā)電路,。主電路的組成與工作原理前面已經(jīng)作過了介紹，下面僅對其余4個(gè)部分作一簡單說明,。

4.1    市電電壓檢測電路

    市電電壓的檢測電路,，由兩個(gè)相同的變壓器T_r2,、T_r3及二極管V_D9～V_D12，C_d2組成,。市電電壓檢測的采樣點(diǎn)取法,，對穩(wěn)壓精度影響很大。如果采樣點(diǎn)取自輸入端,，檢測市電輸入電壓,，對補(bǔ)償電壓的穩(wěn)定性是有利的，但不能補(bǔ)償因變壓器T_r1次級漏抗及濾波電感L_F電抗引起的電壓降,，補(bǔ)償精度差,；如果采樣點(diǎn)取自輸出端，檢測輸出負(fù)載電壓,，這樣可以對T_r1次級漏抗及L_F電抗引起的電壓降進(jìn)行補(bǔ)償,，但補(bǔ)償后由于U_L=U_r就不能繼續(xù)保持T_r1次級補(bǔ)償電壓u_co的存在，出現(xiàn)補(bǔ)償不穩(wěn)定現(xiàn)象,；如果像多個(gè)補(bǔ)償變壓器無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓電源那樣,，采樣點(diǎn)取自輸入端與輸出端，對市電輸入電壓與負(fù)載電壓同時(shí)檢測,，然后將它們相加并除以2,，即，當(dāng)I_S≠0時(shí),，如果令T_r1次級漏抗X_T與L_F電抗X_L之和X_T＋X_L=X,，則U_S－XI_S=U_L，所以==U_S－,。由此可知這種檢測法雖然可以對因X而造成的電壓降進(jìn)行補(bǔ)償，也不會出現(xiàn)補(bǔ)償不穩(wěn)定現(xiàn)象,，但只能補(bǔ)償一半的XI_S,，還有一半XI_S不能進(jìn)行補(bǔ)償。比較好的檢測法是采樣點(diǎn)取自輸入端,，檢測市電輸入電壓U_S及檢測X上的電壓降XI_S,，用U_S－XI_S作為檢測到的電壓。這樣,，既能保證補(bǔ)償電壓的穩(wěn)定性,，也能使補(bǔ)償?shù)木忍岣摺D5所示的單相穩(wěn)壓電路,，就是采用了這種電壓檢測電路,。

    串聯(lián)補(bǔ)償變壓器的次級漏電抗X_T，一般為T_r1容量的（3～5）％,。而T_r1的容量與市電電壓的波動范圍有關(guān),，當(dāng)市電電壓波動范圍為±15％時(shí),，T_r1的容量僅為穩(wěn)壓電源標(biāo)稱容量的17.6％。所以,，補(bǔ)償變壓器T_r1折算到負(fù)載額定電壓U_r的次級漏抗壓降標(biāo)么值為

    X_TI_S=(0.03～0.05)×0.176=0.00528～0.0088

    X_TI_S的值很小,，可以認(rèn)為X_TI_S≈0，此時(shí)只需對L_F電抗X_L引起的電壓降進(jìn)行補(bǔ)償就可以了,。在圖5中,，變壓器T_r2檢測的是市電輸入電壓U_S，變壓器T_r3檢測的是L_F上的電壓降,，用T_r2及T_r3的次級電壓相減后再進(jìn)行整流,，就可以得到反映U_S－X_LI_S數(shù)值的直流電壓U_SL。

4.2    對市電電壓波動進(jìn)行正負(fù)補(bǔ)償?shù)目刂齐娐?

    對市電電壓波動進(jìn)行正,、負(fù)補(bǔ)償?shù)目刂齐娐?，由圖5中比較器U₁、U₂,，比例放大器PI₁,、PI₂，及EPWM比較器U₃,、U₄,，和基準(zhǔn)電壓給定電路R₃～R₅組成。它分成上下兩個(gè)支路,，上支路由U₁,、PI₁、U₃組成,，用于對市電電壓的負(fù)波動進(jìn)行正補(bǔ)償控制,；下支路由U₂、PI₂,、U₄組成,，用于對市電電壓的正波動進(jìn)行負(fù)補(bǔ)償控制。與此相應(yīng)基準(zhǔn)電壓給定電路也給出了兩個(gè)基準(zhǔn)電壓給定值U_r1及U_r2,。U_r1對應(yīng)于市電電壓的218V,；U_r2對應(yīng)于市電電壓的222V。當(dāng)市電電壓U_S<218V時(shí)上支路工作,，下支路不工作,，U_SL與U_r1在U₁中進(jìn)行比較，產(chǎn)生出正誤差電壓＋ΔU,，＋ΔU經(jīng)過PI₁放大后與三角波u_c在U₃中進(jìn)行比較,，產(chǎn)生出使橋式斬波器對市電電壓進(jìn)行正補(bǔ)償?shù)目刂啤．?dāng)市電電壓U_S>222V時(shí)下支路工作,，上支路不工作,，U_SL與U_r2在U₂中進(jìn)行比較,，產(chǎn)生出正誤差電壓＋ΔU，＋ΔU經(jīng)過PI₂放大后與三角波u_c在U₄中進(jìn)行比較,，產(chǎn)生出使橋式斬波器對市電電壓進(jìn)行負(fù)補(bǔ)償?shù)目刂?。基?zhǔn)電壓給定電路給出兩個(gè)基準(zhǔn)電壓（U_r1=218V與U_r2=222V）的目的,，是為了當(dāng)市電電壓U_S在218V～222V之間時(shí)不使穩(wěn)壓電源工作,，以避免市電電壓U_S在（220±2）V區(qū)間內(nèi)穩(wěn)壓電源產(chǎn)生正負(fù)補(bǔ)償振蕩，使輸出電壓不穩(wěn)定,，這一點(diǎn)在圖1中沒有表明,。這里需要指出的一點(diǎn)是，圖5中運(yùn)放PI₁和PI₂的放大倍數(shù),，與補(bǔ)償變壓器T_r1的初次級變比ξ₁：1,、檢測變壓器T_r2、T_r3（兩個(gè)變壓器完全相同）的初次級變比ξ₂：1,、三角波的電壓幅值U_cm及市電電壓的幅值U_m有關(guān),。PI₁及PI₂的放大倍數(shù)

    K≥ξ₁×ξ₂×

    當(dāng)T_r1、T_r2,、T_r3的變比相同時(shí),，K≥ξ₁²

圖5    單相EPWM斬波式穩(wěn)壓電源的原理電路

4.3    三角波發(fā)生器電路

    三角波發(fā)生器電路由一個(gè)方波電壓發(fā)生器（U₇）和一個(gè)積分器（U₈）組成，如圖5中U₇及U₈所示,，這種電路在UPS中是常用的,。三角波頻率與方波電壓發(fā)生器的頻率相同，當(dāng)方波電壓發(fā)生器中的電阻R₈=0.86R₉時(shí),，三角波頻率f_c≈

4.4    狀態(tài)切換觸發(fā)電路

    狀態(tài)切換與觸發(fā)電路如圖5下部電路所示,。它是由脈沖變壓器T_r4、T_r5,、T_r6,、T_r7及其下面的兩個(gè)三極管組成的。圖中U₉,、U₁₀是將市電電壓變換成與其相對應(yīng)的正、負(fù)半周方波電壓,。U₉得到與u_s正半周相對應(yīng)的方波電壓,，U₁₀得到與u_s負(fù)半周相對應(yīng)的方波電壓。電路的切換采用的是三極管與門的工作原理,，觸發(fā)電路采用的是脈沖變壓器輸出形式,，當(dāng)然也可以采用光耦的輸出形式。切換電路有兩組輸入信號,，每組兩個(gè)輸入信號,，即正補(bǔ)償與負(fù)補(bǔ)償,，正半周方波與負(fù)半周方波。因此,，應(yīng)有4組觸發(fā)電路,，即由T_r4、V₅,、V₆組成的正補(bǔ)償正半周觸發(fā)電路,；由T_r6、V₉,、V₁₀組成的正補(bǔ)償負(fù)半周觸發(fā)電路,；由T_r7、V₁₁,、V₁₂組成的負(fù)補(bǔ)償正半周觸發(fā)電路和由T_r5,、V₇、V₈組成的負(fù)補(bǔ)償負(fù)半觸發(fā)電路,。每一種觸發(fā)電路,，只有當(dāng)脈沖變壓器下面的二個(gè)三極管同時(shí)導(dǎo)通時(shí)才能輸出觸發(fā)脈沖。脈沖變壓器下面的兩個(gè)三極管,，其中一個(gè)受正負(fù)補(bǔ)償信號的控制,，另一個(gè)受正負(fù)半周方波電壓的控制。因此,，四種觸發(fā)電路對應(yīng)于市電電壓的每半個(gè)周期中,，只有一種觸發(fā)電路輸出觸發(fā)脈沖，其它3種觸發(fā)電路不工作,。由于正負(fù)方波電壓的加入,，4種觸發(fā)電路之間每半個(gè)周期轉(zhuǎn)換一次，而且轉(zhuǎn)換是在市電電壓過零時(shí)進(jìn)行,。因此,，觸發(fā)電路的切換不會對輸出產(chǎn)生沖擊。

4.5    穩(wěn)壓補(bǔ)償過程

    空載時(shí)假定U_S<U_r,，則正補(bǔ)償控制電路工作,，并使V₆、V₁₀導(dǎo)通,。在市電電壓正半周,，U₉使V₅、V₁₁導(dǎo)通,。由于V₅,、V₆導(dǎo)通，T_r4輸出觸發(fā)脈沖,，使斬波橋中V₁,、V₄導(dǎo)通,。在市電電壓負(fù)半周，U₁₀使V7,、V₉導(dǎo)通,，由于V₉、V₁₀導(dǎo)通,，T_r6輸出觸發(fā)脈沖,，使斬波橋中V₂、V₃導(dǎo)通,，對市電電壓進(jìn)行正補(bǔ)償,。補(bǔ)償電壓U_co的大小，與U_r1－U_SL=ΔU的大小成比例,。如果此時(shí)加載,，I_S≠0，則T_r3檢測的電壓降XI_S使U_S減小,，因而ΔU增大,，補(bǔ)償電壓U_co也相繼增大，以達(dá)到U_S＋U_co=U_L=U_r的補(bǔ)償目的,。

    當(dāng)U_S>U_r時(shí),，穩(wěn)壓補(bǔ)償過程與U_S<U_r時(shí)相似，不再重復(fù),。

5    三相EPWM斬波器式交流穩(wěn)壓電源

    三相EPWM斬波器式交流穩(wěn)壓電源,，可以用三個(gè)如圖5所示的單相電路組成。由于三相是各自獨(dú)立地進(jìn)行穩(wěn)壓補(bǔ)償控制,，所以,，還可以對市電輸入電壓的不對稱度進(jìn)行補(bǔ)償。

6    結(jié)語

    按照上述原理制成了一臺2.5kVA樣機(jī),，當(dāng)輸入電壓變化范圍為±15％時(shí),，輸出電壓的變化<±1％，諧波含量<2.3％,。

    這種穩(wěn)壓電源的特點(diǎn)是體積小,、重量輕、穩(wěn)壓精度高,、反應(yīng)速度快,、是無級補(bǔ)償、電路簡單,。當(dāng)市電電壓在218～222V時(shí)，穩(wěn)壓電源不工作,，不耗電,，電源損耗小,，效率高。但只能補(bǔ)償市電電壓的大小變化,，不能補(bǔ)償諧波,。