新型EPWM斩波器式交流稳压电源的原理分析

XTIS=(0.03～0.05)×0.176=0.00528～0.0088

XTIS的值很小，可以认为XTIS≈0，此时只需对LF电抗XL引起的电压降进行补偿就可以了。在图5中，变压器Tr2检测的是市电输入电压US，变压器Tr3检测的是LF上的电压降，用Tr2及Tr3的次级电压相减后再进行整流，就可以得到反映US－XLIS数值的直流电压USL。

4.2 对市电电压波动进行正负补偿的控制电路

对市电电压波动进行正、负补偿的控制电路，由图5中比较器U1、U2，比例放大器PI1、PI2，及EPWM比较器U3、U4，和基准电压给定电路R3～R5组成。它分成上下两个支路，上支路由U1、PI1、U3组成，用于对市电电压的负波动进行正补偿控制；下支路由U2、PI2、U4组成，用于对市电电压的正波动进行负补偿控制。与此相应基准电压给定电路也给出了两个基准电压给定值Ur1及Ur2。Ur1对应于市电电压的218V；Ur2对应于市电电压的222V。当市电电压US<218V时上支路工作，下支路不工作，USL与Ur1在U1中进行比较，产生出正误差电压＋ΔU，＋ΔU经过PI1放大后与三角波uc在U3中进行比较，产生出使桥式斩波器对市电电压进行正补偿的控制。当市电电压US>222V时下支路工作，上支路不工作，USL与Ur2在U2中进行比较，产生出正误差电压＋ΔU，＋ΔU经过PI2放大后与三角波uc在U4中进行比较，产生出使桥式斩波器对市电电压进行负补偿的控制。基准电压给定电路给出两个基准电压（Ur1=218V与Ur2=222V）的目的，是为了当市电电压US在218V～222V之间时不使稳压电源工作，以避免市电电压US在（220±2）V区间内稳压电源产生正负补偿振荡，使输出电压不稳定，这一点在图1中没有表明。这里需要指出的一点是，图5中运放PI1和PI2的放大倍数，与补偿变压器Tr1的初次级变比ξ1：1、检测变压器Tr2、Tr3（两个变压器完全相同）的初次级变比ξ2：1、三角波的电压幅值Ucm及市电电压的幅值Um有关。PI1及PI2的放大倍数

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4.3 三角波发生器电路

三角波发生器电路由一个方波电压发生器（U7）和一个积分器（U8）组成，如图5中U7及U8所示，这种电路在UPS中是常用的。三角波频率与方波电压发生器的频率相同，当方波电压发生器中的电阻R8=0.86R9时，三角波频率

fc≈1/（1/2R10C2）

4.4 状态切换触发电路

状态切换与触发电路如图5下部电路所示。它是由脉冲变压器Tr4、Tr5、Tr6、Tr7及其下面的两个三极管组成的。图中U9、U10是将市电电压变换成与其相对应的正、负半周方波电压。U9得到与us正半周相对应的方波电压，U10得到与us负半周相对应的方波电压。电路的切换采用的是三极管与门的工作原理，触发电路采用的是脉冲变压器输出形式，当然也可以采用光耦的输出形式。切换电路有两组输入信号，每组两个输入信号，即正补偿与负补偿，正半周方波与负半周方波。因此，应有4组触发电路，即由Tr4、V5、V6组成的正补偿正半周触发电路；由Tr6、V9、V10组成的正补偿负半周触发电路；由Tr7、V11、V12组成的负补偿正半周触发电路和由Tr5、V7、V8组成的负补偿负半触发电路。每一种触发电路，只有当脉冲变压器下面的二个三极管同时导通时才能输出触发脉冲。脉冲变压器下面的两个三极管，其中一个受正负补偿信号的控制，另一个受正负半周方波电压的控制。因此，四种触发电路对应于市电电压的每半个周期中，只有一种触发电路输出触发脉冲，其它3种触发电路不工作。由于正负方波电压的加入，4种触发电路之间每半个周期转换一次，而且转换是在市电电压过零时进行。因此，触发电路的切换不会对输出产生冲击。

4.5 稳压补偿过程

空载时假定US<Ur，则正补偿控制电路工作，并使V6、V10导通。在市电电压正半周，U9使V5、V11导通。由于V5、V6导通，Tr4输出触发脉冲，使斩波桥中V1、V4导通。在市电电压负半周，U10使V7、V9导通，由于V9、V10导通，Tr6输出触发脉冲，使斩波桥中V2、V3导通，对市电电压进行正补偿。补偿电压Uco的大小，与Ur1－USL=ΔU的大小成比例。如果此时加载，IS≠0，则Tr3检测的电压降XIS使US减小，因而ΔU增大，补偿电压Uco也相继增大，以达到US＋Uco=UL=Ur的补偿目的。

当US>Ur时，稳压补偿过程与US<Ur时相似，不再重复。

5 三相EPWM斩波器式交流稳压电源

三相EPWM斩波器式交流稳压电源，可以用三个如图5所示的单相电路组成。由于三相是各自独立地进行稳压补偿控制，所以，还可以对市电输入电压的不对称度进行补偿。

6 结语

按照上述原理制成了一台2.5kVA样机，当输入电压变化范围为±15％时，输出电压的变化<±1％，谐波含量<2.3％。

这种稳压电源的特点是体积小、重量轻、稳压精度高、反应速度快、是无级补偿、电路简单。当市电电压在218～222V时，稳压电源不工作，不耗电，电源损耗小，效率高。但只能补偿市电电压的大小变化，不能补偿谐波。