專(zhuān)利名稱(chēng)：快速補(bǔ)償型交流穩(wěn)壓電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種電子交流穩(wěn)壓電源裝置。
目前已有的交流穩(wěn)壓電源都是先將交流電壓采樣后轉(zhuǎn)化為直流電壓，然后再與直流基準(zhǔn)電壓相比較，得到控制用的直流信號(hào)。就以1988年10月在全國(guó)第八屆電源學(xué)會(huì)年會(huì)論文集上新發(fā)表的矢量補(bǔ)償型交流穩(wěn)壓電流為例，其控制電壓的產(chǎn)生也是采用這一方法。由于交流電壓轉(zhuǎn)化為直流電壓存在著一個(gè)整流濾波環(huán)節(jié)，使得交流量的瞬時(shí)階躍變化不能從其對(duì)應(yīng)的直流量上立即反映，從而使相應(yīng)控制信號(hào)產(chǎn)生時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致裝置的電壓調(diào)整時(shí)間變長(zhǎng)。這對(duì)于有些精密儀器來(lái)說(shuō)，過(guò)長(zhǎng)的電壓調(diào)整時(shí)間往往會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作，甚至?xí)p壞儀器。
本發(fā)明的目的是要避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種能夠快速響應(yīng)的交流穩(wěn)壓電源。這種電源采用交流采樣信號(hào)直接與相應(yīng)的交流基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算，從而可快速得到相應(yīng)的控制信號(hào)。
本發(fā)明的電路主要由以下幾部分組成(見(jiàn)

圖1)采樣電路2、基準(zhǔn)產(chǎn)生電路3、加法運(yùn)算電路4、功放電路5、補(bǔ)償變壓器6。完成本發(fā)明的任務(wù)是以如下途徑實(shí)行的由波形整形器301、鎖相倍頻發(fā)生器302～307(元器件以序號(hào)排列共6個(gè))、分頻計(jì)數(shù)器308、D/A轉(zhuǎn)換器309～324(元器件以序號(hào)排列共16個(gè))組成了基準(zhǔn)產(chǎn)生電路3，它產(chǎn)生與交流采樣電壓同頻、同相(或反相)、且幅值恒定的信號(hào)，并與交流采樣信號(hào)直接送入加法運(yùn)算電路4，快速得到產(chǎn)生補(bǔ)償電壓的控制信號(hào)。該交流信號(hào)經(jīng)具有恒定電壓放大倍數(shù)的功率放大器5放大，在補(bǔ)償變壓器上輸出一合適量值的快速補(bǔ)償電壓，它和輸入交流電壓相串聯(lián)，使輸出交流電壓(二者幅值之和)總是快速調(diào)整到設(shè)定的穩(wěn)定值上。
圖1是本發(fā)明的工作原理框圖。圖2是本發(fā)明的實(shí)施線(xiàn)路。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明加以說(shuō)明。
見(jiàn)圖1，輸入交流電壓Ui經(jīng)過(guò)噪聲濾波器1，濾除了一些高頻干擾，得到電壓U＊i。采樣電路2對(duì)U＊i電壓進(jìn)行采樣，采樣信號(hào)被分別送到加法運(yùn)算電路4和交流基準(zhǔn)產(chǎn)生電路3。交流基準(zhǔn)產(chǎn)生電路3根據(jù)采樣信號(hào)所反映的頻率、相位信息，輸出一個(gè)與U＊i信號(hào)同頻、同相(或反相)，且幅值恒定的正弦波電壓Uref。Uref電壓作為交流基準(zhǔn)信號(hào)也被加到加法運(yùn)算電路4，加法運(yùn)算結(jié)果得到產(chǎn)生補(bǔ)償電壓Uc的控制信號(hào)U＊c，U＊c電壓經(jīng)功率放大電路5放大，在補(bǔ)償變壓器6次級(jí)上得到一定量值的快速補(bǔ)償電壓Uc，Uc與U＊i相串進(jìn)行快速調(diào)節(jié)穩(wěn)壓輸出值Uo。
參見(jiàn)圖2，以下進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施線(xiàn)路。由小信號(hào)變壓器2構(gòu)成采樣電路，它對(duì)U＊i電壓進(jìn)行采樣，得到采樣信號(hào)Ua，Ua電壓被送入由運(yùn)算放大器301組成的波形整形器，該電路輸出的是一方波信號(hào)Ub，Ub的頻率與Ua一致，相位相反。Ub電壓是作為鎖相倍頻發(fā)生器的控制信號(hào)。由元器件302～307組合完成鎖相倍頻的簽相、環(huán)路濾波、壓控振蕩。其中元件303、304、306完成環(huán)路濾波。從鎖相倍頻發(fā)生集成電路302的4腳輸出倍頻信號(hào)送到計(jì)數(shù)分頻器308，而計(jì)數(shù)分頻集成電路308輸出為二路信號(hào)，一路由其14腳輸出，送入集成電路302的3腳接入鑒相器，以控制壓控振蕩器的輸出脈沖頻率及相位。另一路由其6、10、11、12、13腳輸出計(jì)數(shù)脈沖，送入D/A轉(zhuǎn)換集成電路309和電阻310～324構(gòu)成的D/A轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成與Ub電壓同頻、同相而幅值恒定的交流基準(zhǔn)信號(hào)電壓Uref，Uref信號(hào)與采樣信號(hào)Ua同時(shí)加到由運(yùn)算放大器401和電阻402～404組成的加法運(yùn)算電路4。加法運(yùn)算電路的放大比例系數(shù)可由電阻402～404調(diào)節(jié)設(shè)定，選擇不同的比例系數(shù)可得到不同的輸出交流穩(wěn)定值Uo。由于交流基準(zhǔn)電壓的幅值是恒定的，故對(duì)應(yīng)不同的交流采樣電壓值，加法運(yùn)算電路4輸出的交流電壓值U＊c是不同的，U＊C電壓經(jīng)過(guò)具有恒定電壓放大倍數(shù)的PWM功率放大器5放大，在補(bǔ)償變壓器6次級(jí)上輸出與輸入交流電壓Ui同頻、同相(或反相)、但幅值變化的快速補(bǔ)償電壓Uc功率放大電路5采用普通的PWM功率放大器后，使整個(gè)控制回路功率損耗降低，并可滿(mǎn)足電壓快速補(bǔ)償要求。
對(duì)圖2的實(shí)施線(xiàn)路中，運(yùn)算放大器301、401選用LM324普通運(yùn)算放大器。鎖相倍頻發(fā)生集成電路302用CD4046集成電路。計(jì)數(shù)分頻集成電路308用CD4520。D/A轉(zhuǎn)換集成電路309用CD4067。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是同現(xiàn)有交流穩(wěn)壓電源相比，本發(fā)明制成的交流穩(wěn)壓電源能更快速地響應(yīng)輸入電壓的變化。同時(shí)采用了PWM功率放大電路和串聯(lián)補(bǔ)償變壓器，使控制補(bǔ)償裝置的功耗明顯降低，若一旦控制補(bǔ)償環(huán)節(jié)工作不正常也不會(huì)使輸出電壓上升過(guò)高。由于整個(gè)裝置主要由集成電路來(lái)構(gòu)成，故工作壽命遠(yuǎn)比一般交流穩(wěn)壓電源長(zhǎng)。
權(quán)利要求
1.一種快速補(bǔ)償型電子交流穩(wěn)壓電源裝置，由采樣電路2、基準(zhǔn)產(chǎn)生電路3、加法運(yùn)算電路4、功放電路5、補(bǔ)償變壓器6組成，其特征是基準(zhǔn)產(chǎn)生電路3由波形整形器301、鎖相倍頻發(fā)生器302～307、分頻計(jì)數(shù)器308、D/A轉(zhuǎn)換器309～324組成，產(chǎn)生與交流采樣信號(hào)同頻、同相(或反相)、幅值恒定的交流基準(zhǔn)信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的交流穩(wěn)壓電源，其特征是交流采樣信號(hào)與交流基準(zhǔn)信號(hào)直接送入加法運(yùn)算電路4，快速得到控制用交流信號(hào)U＊c。
3.如權(quán)利要求1或2所述的交流穩(wěn)壓電源，其特征是改變加法運(yùn)算電路4中的電阻402、403、404值可得到不同的輸出交流穩(wěn)定值Uo。
4.如權(quán)利要求1或2所述的交流穩(wěn)壓電源，其特征是正弦交流補(bǔ)償電壓Uc與輸入交流電壓U＊i同頻、同相(或反相)、但幅值變化，Uc與U＊i二者相串之和為輸出交流穩(wěn)壓值Uo。
全文摘要
本發(fā)明是一種快速補(bǔ)償型電子交流穩(wěn)壓電源裝置。它采用了與采樣交流信號(hào)同頻、同相(或反相)、幅值恒定的交流基準(zhǔn)源，并直接與交流采樣信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算，從而快速得到控制用信號(hào)，使得裝置的電壓調(diào)整時(shí)間加快。裝置的輸出交流穩(wěn)壓值是由輸入交流電壓與同頻、同相(或反相)、幅值不同的補(bǔ)償電壓串聯(lián)之和。這樣可使裝置的功耗大為降低。它的應(yīng)用，可滿(mǎn)足一些精密電子儀器對(duì)交流穩(wěn)壓電源電壓調(diào)整時(shí)間快的苛刻要求。
文檔編號(hào)G05F1/24GK1047404SQ8910347
公開(kāi)日1990年11月28日 申請(qǐng)日期1989年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月17日
發(fā)明者翁大豐 申請(qǐng)人:杭州商學(xué)院