PWM交流斩控技术在交流稳压电源中的应用
图3 带电流检测的非互补控制时序
由图3可见根据负载电压电流相位,一个电源工作周期可分为4个区间,一周期内各开关门极驱动状态如表1所列。
表1 IGBT门极驱动状态表
电压电流极性 | 开关门极驱动状态 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
uo | io1 | V1 | V2 | VF1 | VF2 | |
区间Ⅰ | + | - | 0 | 1 | 1 | uG |
区间Ⅱ | + | + | uG | 1 | 1 | 0 |
区间Ⅲ | - | + | 1 | 0 | uG | 1 |
区间Ⅳ | - | - | 1 | uG | 0 | 1 |
“0”——栅极驱动信号封锁
uG——斩波开关和续流开关栅极PWM驱动信号
上述工作状态,可用逻辑表达式表示为:
为保证电源满足负载特性的要求及运行可靠性,本方案采用了图4所示的控制电路结构。
图4 稳压电源控制电路结构
3 补偿稳压原理及控制
图5示出补偿稳压电路。
图5 补偿稳压原理图
图5中电网电压u,补偿电压uc,输出电压uo均为工频。当u与uc相位差φ=0°时,uo=u+uc;当φ=180°时,uo=u-uc。因此,当电网电压u变化时调节uc的大小以及与u的相对极性即可保证uo的恒定。
u与uc相对极性变换的控制如图6所示。其输出uQ接双向晶闸管的过零触发电路。采样信号取自uo经整流滤波后的输出。电位器Rp用于调节输入信号的门槛电压,其传输特性如图6(b)所示。
(a)相对极性变换控制电路
(b)传输特性
图6 ui与uc相对极性变换控制电路
4 结语
PWM交流斩控技术用于交流稳压,显著地提高了交流稳压电源的技术性能,其主要特点是:
1)可采用全固态器件,真正做到了无触点、无抽头,因而可靠性高、工作寿命长;
2)平滑调节,输出无级差,对电网及用户无冲击,不产生低频次谐波干扰;
3)输出精度高,实际精度可达到±0.5%,即便在正补偿与负补偿变换瞬间,输出电压波动也不超过额定电压的1%;
4)动态响应速度快,可达ms级;
5)负载无选择性,对感性负载、阻性负载、容性负载都适用;
6)每相只需一台变压器,因而重量轻,自身功耗少。
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