[发明专利]无铁芯交流稳压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种交流稳压器。

背景技术

对于直流电压，有线性稳压电源，用电路功能，对直流电压直接进行稳定，但对交流电压而言，却找不到相应的电路功能，可以对交流电压直接进行稳定，要想稳定交流电压，必须借助工频电感(即铁芯)才能完成。

目前流行的交流稳压器，都借助铁芯电感完成，统称为传统交流稳压器，计有以下几种：

1)参数调整(谐振)型交流稳压电源，是利用电路非线性元器件对电路中的电压和电流进行调整，从而实现输出电压的稳定。该类交流稳压电源具有电路简单、稳定精度高、抗干扰性强和输入电压范围宽等优点，但存在输出波形THD高、电路元器件对工作频率非常敏感、输入功率因数很低、输出容量难以做大、无电气隔离等缺陷。

2)自耦(变比)调整型交流稳压器，是以自耦变压(调压)器为基础实现稳压功能的。该类交流稳压器具有电路简单、输入电压范围宽等优点，但存在输出波形THD高、稳压精度较低、体积重量大等缺陷。

3)大功率补偿型交流稳压电源，是把线性变压器串联在输入端和输出端的主电路中，控制该变压器初级电压的大小和极性，利用其次级电压对输入电压进行补偿，从而实现输出电压的稳定。该类交流稳压器具有输出容量大、对电网适应能力好、效率高等优点，但存在输出波形THD高、输出与输入无电气隔离、动态性能差等缺陷。

4)开关型交流稳压电源，将输入电网电压整流后得到脉动直流电压，然后通过高频PWM技术逆变为交流电压，再经过相位跟踪和转换电路后获得与输入侧同频同相的补偿电压，加在输入与输出之间，从而实现输出电压的稳定。开关型交流稳压电源，具有稳压性能好、控制功能强、电路偏复杂、价格较高等特点。

新颖的Buck-Boost型正弦交流稳压器[4]，由输入周波变换器、高频储能式变压器、输出周波变换器以及输入、输出滤波器构成，能够将一种不稳定的劣质交流电变换成另一种同频、稳定的优质正弦交流电，美中不足的是，全部功率必须经过两级功率变换。交流稳压器，顾名思义，只是对原来的交流电压进行稳压而已。如果把整个交流电压的全部功 率重新进行SPWM变换，然后输出正弦波电压，那不是交流稳压器，而是功率变换器，是逆变器，那成本就高得太多了。

采用PWM高频逆变器的补偿式交流稳压器[2]，既可以补偿市电电压的高低变化，也可以补偿谐波和闪变等，对于三相稳压电源还可以补偿三相电压的不对称，从而有效地提高了电能质量。这种交流稳压器只对补偿部份的功率进行变换，与上述Buck-Boost型正弦交流稳压器相比，是一种很大的进步，但交流电压的产生，同步，同相，在交流稳压器之外，凭空多出逆变器或者不间断电源的全部电路，整机变得过于复杂，故障率自然就高。

发明内容

无铁芯交流稳压器整机没有工频电感和电解电容，全部采用半导体电子器件，其交流稳压完全源于电子电路功能，因此功率因数为1，而总谐波畸变THD为零，由于没有工频电感，免除了因工频电感而产生的所有缺点.无铁芯交流稳压器电路简单，主功率器件工作在工频范围，整机开关损耗和射频干扰极小，平均无故障时间大大增加，其成本、体积、重量、功耗都是传统交流稳压器的十分之一，既节能环保，又安全可靠。

1)市电电压过高时，进行电压稳定，多余电能要反馈；

2)市电电压过低时，能进行电压补偿；

3)整机效率高，能改善输入市电波形。

附图说明

图1，无铁芯交流稳压器主电路框图；

图2，电压补偿电路原理图；

图3，电压补偿电路各点电压仿真波形；

图4，电压切割电路原理图；

图5，电压切割电路各点电压仿真波形；

图6，无铁芯交流稳压器原理电路及其仿真波形；

图7，无铁芯交流稳压器实际电路；

图8，输入电压整形原理波形。

图1是主电路图，无铁芯交流稳压器不包括工频电感，整机由电压补偿电路1和电压切割电路2并联组成。