新型EPWM斩波器式交流稳压电源的原理分析

单相EPWM斩波器式交流稳压电源的原理电路如图5所示，此电路只是为了说明原理而采用的。它由5个部分组成，即主电路，市电电压检测电路，正、负补偿控制电路，三角波发生器电路和正、负补偿切换触发电路。主电路的组成与工作原理前面已经作过了介绍，下面仅对其余4个部分作一简单说明。

4.1 市电电压检测电路

市电电压的检测电路，由两个相同的变压器Tr2、Tr3及二极管VD9～VD12，Cd2组成。市电电压检测的采样点取法，对稳压精度影响很大。如果采样点取自输入端，检测市电输入电压，对补偿电压的稳定性是有利的，但不能补偿因变压器Tr1次级漏抗及滤波电感LF电抗引起的电压降，补偿精度差；如果采样点取自输出端，检测输出负载电压，这样可以对Tr1次级漏抗及LF电抗引起的电压降进行补偿，但补偿后由于UL=Ur就不能继续保持Tr1次级补偿电压uco的存在，出现补偿不稳定现象；如果像多个补偿变压器无触点补偿式交流稳压电源那样，采样点取自输入端与输出端，对市电输入电压与负载电压同时检测，然后将它们相加并除以2，即(Us+UL)/2，当IS≠0时，如果令Tr1次级漏抗XT与LF电抗XL之和XT＋XL=X，则US－XIS=UL，所以(Us+UL)/2=(Us+Us+XIs)/2=US－(XIs)/2。由此可知这种检测法虽然可以对因X而造成的电压降进行补偿，也不会出现补偿不稳定现象，但只能补偿一半的XIS，还有一半XIS不能进行补偿。比较好的检测法是采样点取自输入端，检测市电输入电压US及检测X上的电压降XIS，用US－XIS作为检测到的电压。这样，既能保证补偿电压的稳定性，也能使补偿的精度提高。图5所示的单相稳压电路，就是采用了这种电压检测电路。

图5

    串联补偿变压器的次级漏电抗XT，一般为Tr1容量的（3～5）％。而Tr1的容量与市电电压的波动范围有关，当市电电压波动范围为±15％时，Tr1的容量仅为稳压电源标称容量的17.6％。所以，补偿变压器Tr1折算到负载额定电压Ur的次级漏抗压降标么值为

XTIS=(0.03～0.05)×0.176=0.00528～0.0088

XTIS的值很小，可以认为XTIS≈0，此时只需对LF电抗XL引起的电压降进行补偿就可以了。在图5中，变压器Tr2检测的是市电输入电压US，变压器Tr3检测的是LF上的电压降，用Tr2及Tr3的次级电压相减后再进行整流，就可以得到反映US－XLIS数值的直流电压USL。

4.2 对市电电压波动进行正负补偿的控制电路

对市电电压波动进行正、负补偿的控制电路，由图5中比较器U1、U2，比例放大器PI1、PI2，及EPWM比较器U3、U4，和基准电压给定电路R3～R5组成。它分成上下两个支路，上支路由U1、PI1、U3组成，用于对市电电压的负波动进行正补偿控制；下支路由U2、PI2、U4组成，用于对市电电压的正波动进行负补偿控制。与此相应基准电压给定电路也给出了两个基准电压给定值Ur1及Ur2。Ur1对应于市电电压的218V；Ur2对应于市电电压的222V。当市电电压US<218V时上支路工作，下支路不工作，USL与Ur1在U1中进行比较，产生出正误差电压＋ΔU，＋ΔU经过PI1放大后与三角波uc在U3中进行比较，产生出使桥式斩波器对市电电压进行正补偿的控制。当市电电压US>222V时下支路工作，上支路不工作，USL与Ur2在U2中进行比较，产生出正误差电压＋ΔU，＋ΔU经过PI2放大后与三角波uc在U4中进行比较，产生出使桥式斩波器对市电电压进行负补偿的控制。基准电压给定电路给出两个基准电压（Ur1=218V与Ur2=222V）的目的，是为了当市电电压US在218V～222V之间时不使稳压电源工作，以避免市电电压US在（220±2）V区间内稳压电源产生正负补偿振荡，使输出电压不稳定，这一点在图1中没有表明。这里需要指出的一点是，图5中运放PI1和PI2的放大倍数，与补偿变压器Tr1的初次级变比ξ1：1、检测变压器Tr2、Tr3（两个变压器完全相同）的初次级变比ξ2：1、三角波的电压幅值Ucm及市电电压的幅值Um有关。PI1及PI2的放大倍数

4.3 三角波发生器电路

三角波发生器电路由一个方波电压发生器（U7）和一个积分器（U8）组成，如图5中U7及U8所示，这种电路在UPS中是常用的。三角波频率与方波电压