高品质变频电源的设计

终为50%，与输入信号占空比无关，输出信号上升沿触发有效。因此相位补偿电路在比较器输入正端加一参考偏置电压Vp，使比较器输出信号上升沿提前ΔT时间。相位补偿原理如图5所示，经锁相环输出的控制信号相对于电流而言，提前ΔT时间。调节偏置电压Vp值即可调节补偿时间值。若补偿时间大于电路延时时间值，负载工作在感性状态；反之，负载工作在容性状态；补偿时间等于电路的延时时间值，负载工作在谐振状态。

3.3 起动电路

CD4046锁相环上电时，压控振荡路(VCO)将以最低频率工作；在VCO控制端9脚加控制电压，可使VCO输出频率在最低与最高之间变化。因此，可以利用VCO的输出信号作为它激信号，而不必另设信号发生电路。图6所示为起动电路原理图，9脚是压控振荡器电压控制端。当控制端加电源电压(+5V)时，VCO输出最高频率。随着Cr的充电，控制端电压逐渐降低，VCO从最高频率滑向最低频率。只要负载的固有频率在最高频率与最低频率之间，那么VCO的输出扫描频率就会引起负载产生谐振，锁相环进入锁定状态，起动极为容易。起动完成后，二极管D将起动电路与滤波电路隔离，锁相环工作于无相差自动频率跟踪状态。实验表明，只要参数设计合理，起动可靠性＞90％。

3.4 保护与驱动

在图4的控制电路中还设计了过流保护措施。当谐振电流过大时，由采样环节得到的采样电流也会增大。如果这个电流超出了设计值，采样环节发出的信号经处理后可封锁锁相环，使其不工作，后面的驱动无信号，逆变器的负载谐振电流相应减小。当电流减小到正常范围时，锁相环又开始工作。

图4中MOSFET的驱动电路采用芯片UC3708。为了对UC3708进行输出电压箝位保护，电路设计中采用了UC3611芯片，它是四肖特基二极管阵列。主电路和控制电路之间采用变压器进行隔离。

4 实验情况和结论

实验表明，通过APFC控制，变频电源的交流输入电流IAC呈平滑正弦曲线，与输入电压UAC之间相角近似为0，入端功率因数高达0.98以上，这对电网的经济安全运行非常重要。通过无相差频率跟踪控制，使逆变器实现零电流谐振开关，减轻了器件的开关应力和电磁损耗，提高了变频电源负载的功率因数，这对提高变频电源的可靠性和负载的正常有效工作都具有十分重要的意义。

参考文献：

［1］ 林渭勋.可控硅中频电源［M］.北京：机械工业出版社，1989.

［2］ 黄晓林，余世春.中小容量低谐波高功率因数AC/DC(开关型)电源变换器的设计［J］.工业仪器与自动化装置，1997，(5).

［3］ 黄晓林，余世春.AC／DC(开关型)电源变换器APFC技术的研究［J］.电气传动自动化，2000，(2).

［4］ 万心平.集成锁相