，对等效电路运用基尔霍夫定律列回路方程可解得:
=
(3)
式中：Lm=Lx/(1－ω2C2Lx)。
由于Uin与Uout基本同相，故忽略两者的相位差可得：
|
|=·|
|(4)
式中：M=
为耦合电感L2，L3的互感。
根据式（4）所提供的输入和输出电压之间的函数关系式，即可根据系统需求确定L1、L2、L3，从而设计出满足性能要求的主电路。
在实际的电路参数选择中，为加快设计速度，提高设计质量，采用根据工程估算并结合仿真软件进行优化设计的方法。
根据以下原则估算L1，L2，L3等参数：
1)由电感L2，L3，C2等构成正弦能量分配网络，其自然谐振频率应设在输入源频率的1.3～2倍之间[3]，以保证源频率变化时对网络影响较小，在本设计中由于源频率为400Hz，故网络谐振频率应取为520～800Hz；
2)N3/N2是决定输入电压范围的主要参数，N3/N2过小时，输入电压的范围不够宽，N3/N2过大时，则导致系统的瞬态响应特性变坏，负载适应能力下降，实际的N3/N2取0.4～0.7，可获得良好的瞬态响应性能和负载特性等指标；
3)电路中由于谐波失真等指标的限制，L1不能过小。在实际的开关控制中，由于采用的是高频PWM斩波方式，输出的高次谐波只要用小容量的电容器C3即可消除。这样当源频率为400Hz时，取PWM开关频率为80kHz，主电路中L1=20mH时C3=0.1μF即可滤掉高频斩波器中的高次谐波；
4)在主电路中，N4和C1支路具有滤波和减少电流波形失真的功能。电容C1的取值不可过大。当C1值过分增大时，电路的调节极性将逆转，不再具有稳压功能。
2．3 电路计算机仿真
根据上述原则估算得出一组参数值后，在输出为AC36V400Hz50VA的条件下，运用“IsSpice4模拟及数字混合电路仿真软件对主电路进行仿真。仿真电路如图2所示。
图2 主 电 路 的 仿 真 电 路 图
在仿真电路中，分别用电压源V2和V1等效输入源和PWM高频脉冲源，输出负载用一纯电阻等效。在输入分别为AC 29V 400Hz和AC 45V 400Hz的条件下，电路输入和输出的仿真波形如图3所示。
(a)输 入 为AC 45V 400Hz时 仿 真 波 形
(b)输 入 为AC 29V 400Hz时 仿 真 波 形
图3 仿 真 输 入 与 输 出 电 压 波 形
由以上仿真结果可以看出，当输入源从AC 29～45V 400Hz变化时，输出始终稳定在AC 36V 400Hz上。
3 结构设计
结构设计主要考虑机械强度和散热。本文介绍的三相交流稳压电源为箱体结构，变压器及电感安装在箱体上以加强机械强度和散热效果。控制电路为插件形式，提高了电路的互换性和可维护性。电气连接通过接插件和母板连接，接口的电气连接通过前面板航空连接器，实现机箱内外电气连接。锁紧装置将插件和机箱连为一起。
4 实验结果
由于高频PWM斩波调感式稳压电路具有各相电压可以分别调整的特点，故容易制成三相平衡式交流稳压电源。依据以上电路制成了总输出功率为150VA 400Hz的三相交流稳压电源。其中，开关MOS场效应管使用了宇航级器件，PWM使用了军品883级器件，线性电感使用了环形带气隙的新型材料和特殊工艺。实测的三相交流稳压电源在输入分别为AC 29V 400Hz和AC 45V 400Hz的条件下输入和输出电压波形如图4所示。图5给出了在额定条件下对输 出 进 行 快 速 傅 立 叶 变 换 （FFT） 所 得 的 频 谱 分 析 图 。
(a)输入为AC45V400Hz时实测波形
(b)输入为AC29V400Hz时实测波形
图4 实测输入与输出电压波形
图5 额定条件下输出波形的频谱分析图
由图4可见，实测波形与仿真波形吻合的较好，验证了仿真结果的正确性。由图5可见，除400Hz基波外，输出基本无谐波分量。
对该三相交流稳压电源进行测试，其主要技术指标如下：
——电压稳定度≤1％；
——负载稳定度≤1％；
——效率≥88％（输出满载时）；
——三相输出电压相位差120°；
——输出波形失真度≤3％（设供电电压基本无失真）。
5 结语
改进的线性谐振型交流稳压电源的空载电流和谐波电流比传统的晶闸管调感电源小（实际上，电源可长时间空载），输入稳压范围虽然较窄，但是，完全可以满足实际使用要求。系统稳定、可靠，在小功率应用场合有一定的推广价值。该技术已成功地用于某机载产品的研制中。今后，还应进一步优化电路设计，降低MOS场效应管开关噪声和开关损耗。
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