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PWM交流斬控技術(shù)在交流穩(wěn)壓電源中的應(yīng)用

時間:2023-05-01 12:26:01 電子通信論文 我要投稿
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PWM交流斬控技術(shù)在交流穩(wěn)壓電源中的應(yīng)用

摘要:討論了交流斬控技術(shù)在交流穩(wěn)壓電源中的應(yīng)用原理,分析了主電路及控制電路的結(jié)構(gòu),并闡述了交流斬控補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓電源的優(yōu)點(diǎn)。

    關(guān)鍵詞:交流斬控;補(bǔ)償穩(wěn)壓;非互補(bǔ)控制

引言

交流穩(wěn)壓技術(shù)的發(fā)展一直倍受廣大用戶和生產(chǎn)廠商的關(guān)注,其原因在于我國市場上現(xiàn)有的各種交流電力穩(wěn)壓產(chǎn)品,在技術(shù)性能上都有不盡人意之處。

在我國應(yīng)用較早,且用戶最廣的交流電力穩(wěn)壓電源當(dāng)屬柱式(或盤式)交流穩(wěn)壓器,雖然這種穩(wěn)壓電源有很多優(yōu)點(diǎn),但由于它是用機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)驅(qū)動碳刷(或滾輪)以調(diào)節(jié)自耦變壓器抽頭位置的方法進(jìn)行穩(wěn)壓,所以存在工作壽命短,可靠性差,動態(tài)響應(yīng)速度慢等難以克服的缺陷。

近年來不少生產(chǎn)廠家針對柱式交流電力穩(wěn)壓器所存在的缺點(diǎn),紛紛推出無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器,大有取代柱式穩(wěn)壓器之勢。這種電源實(shí)質(zhì)上仍然是采用自耦方式進(jìn)行調(diào)壓,所不同的只是通過控制若干個晶閘管的通斷,改變自耦變壓器多個固定抽頭的組合方式,來代替通過機(jī)械傳動驅(qū)動碳刷改變自耦變壓器抽頭位置的一種調(diào)壓方法。這種方法固然提高了穩(wěn)壓電源的可靠性和動態(tài)響應(yīng)速度,但卻失去了一個重要的調(diào)節(jié)特性——平滑性,即調(diào)節(jié)是有級的,其必然結(jié)果是穩(wěn)壓精度低(一般只有3%~5%),并且在調(diào)節(jié)過程中,當(dāng)負(fù)載電流很大時會沖擊電網(wǎng)并產(chǎn)生低頻次諧波分量,對負(fù)載也會產(chǎn)生沖擊;另外采用這種方法所用變壓器較多(一相至少需二臺,即一臺自耦變壓器,一臺補(bǔ)償變壓器),這就增加了電源的自重和空載損耗。

    伴隨著全控開關(guān)器件的容量和性能以及模塊化程度的提高,集成控制電路功能的不斷完善,吉林市長城科技有限責(zé)任公司憑借自己的科技實(shí)力,率先研制出采用PWM技術(shù),通過全控開關(guān)器件IGBT,對交流進(jìn)行斬波控制的新型補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓電源——JJY-ZK/BW系列斬控補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓電源。為我國交流穩(wěn)壓技術(shù)的創(chuàng)新和滿足市場對高性能交流穩(wěn)壓電源的需求開創(chuàng)了新局面,下面對PWM交流斬控技術(shù)在該種交流穩(wěn)壓電源中的應(yīng)用原理及性能做一簡要介紹。

1 PWM交流斬控調(diào)壓原理

圖1(a)所示,假定電路中各部分都是理想狀態(tài)。開關(guān)S1為斬波開關(guān),S2為考慮負(fù)載電感續(xù)流的開關(guān),二者均為全控開關(guān)器件與二極管串聯(lián)組成的單相開關(guān)[見圖1(b)]。S1及S2不允許同時導(dǎo)通,通常二者在開關(guān)時序上互補(bǔ)。定義輸入電源電壓u的周期T與開關(guān)周期Ts之比為電路工作載波比Kc,(Kc=T/Ts)。圖1(c)表示主電路在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時的輸出電壓波形。顯然輸出電壓uo為:

式中:E(t)為開關(guān)函數(shù),其波形示于圖1(c),函數(shù)由式(2)定義。

在圖1(a)電路條件下,則

[1] [2] [3] 

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