[其他]超步进跟踪式数控交流稳压器

说明书

本实用新型涉及到一种新型稳压电源，它适用于各种精密电子仪器，特别是适用于要求较高响应速度的仪器，如电子计算机之类。

大多数电子仪器都要求供给稳定的电源电压。在某些特殊场合不但电压要求波动值小，而且要求瞬时调整的响应速度快。目前国内大量生产和使用的仍然是614系列的电子交流稳压器，它响应速度慢（约0.2～0.5秒），连续工作时间短（额定8小时），结构笨重（约20～30KG／KVA）各种技术指标均十分落后。近年我国相继出现稳压变压器和参数变压器式的交流稳压电源，虽然克服了非连续工作的缺点，且抗干扰能力和可靠性均有较大的进步，但仍有波形失真大（约10％），工作噪声大（40～60分贝），产品一至性差，笨重（20KG／KVA）等缺点。国外现已研制出应用数字技术和微机控制的交流稳压电源，在性能上有很大改进，但结构复杂，造价昂贵，一般采用半周步进式调压电路。目前改进步进数控交流稳压器是发展的方向。

本实用新型的目的是采用先进的跟踪数控电路及超步进时控技术，用最少的原件巧妙组合成最简电路，以全面改善交流稳压电源的技术性能，包括减少重量、提高可靠性，抗干扰能力，尤其是提高响应速度，以适应微型计算机的需要。

为完成以上发明目的，本实用新型从控制技术和整机结构上采用特殊设计，具体构思如下：

本机采用数控技术省略了笨重的调感器件和谐振电容，可以大幅度减轻仪器重量，通用型采用自耦变压器（T₁）输出，重量约5～6kg／kVA，计算机专用型可采用超隔离型变压器（T₂），重量可达10kg／kVA。为提高整机的可靠性，采用可控硅过O导通技术，无电流冲击，可控硅不需承受很高的阻断电压。整机电路采取CMOS数字集成块组合，干扰容限大，能避免可控硅误导通，大大提高抗干扰能力。

本机的设计关键是采用跟踪式数控电路和半周多脉冲时钟发生电路。跟踪式数控电路采用输出反馈采样控制计数器加减计数，利用输出的数码选择可控硅导通，即决定调压步进的方向。为保证响应速度，计数器采用超步进计数方法。计数器采样计数选通在每个时钟脉冲的上升沿，时钟电路在每半周产生多个脉冲。现以半周三脉冲时钟电路为例说明超步进计数的设计思想：时钟脉冲（CP）由50H₂电压检O采样处理形成三个脉冲（CP₁，CP₂，CP₃），控制计数器形成每半周三次采样计数，从而使每半周电压调整可实现1、2、3步。即响应速度可达24V／H₂，从而实现超步进调节。超步进调节的逻辑思想是这样实现的：（参考图1）每半周产生的三个时钟脉冲（CP₁，CP₂，CP₃）分别对应电压波形滞95°，115°135°。当输出电压符合额定标准值范围（220±1％），调整采样滤波电容器的放电常数使CP₂对应的电压U_C落在标准范围之内（222·2V～217·8V）使CP₁对应的电压值范围在大于222·2V之外，CP₃对应电压值小于217·8V之外，配合采样比较控制使计数器在CP₁脉冲来到时完成加计数，CP₂不计数，CP₃减计数，从而使每半周计数器的跃进步累积数为＋1＋0＋（－1）＝0。如果输出电压升高超过222·2V，则CP₂对应的U_C升高。在CP₂上升沿采样时就要使计数器形成加计数，从而使计数器可能形成＋1＋1＋（－1）＝1，从而计数器增1。如果电压更高可能使半周计数器计数完成＋1＋1＋0＝2或＋1＋1＋1＝3，从而实现每半周步进三个档次，即完成三步进周节。只要适当调节采样电路的放电阻（图5R）可以很好的控制放电斜率，从而完成正三步或负三步 的跳跃式调节，实现较高的响应速度，其调节示意图见图（2）。