型，所述的三极管Τ3为ΡΝΡ型。
[0021]本交流稳压器的工作原理是，运算放大器Α1、电阻R1-R3和结型场效应管Τ1的沟道电阻(漏极与源极之间的电阻)构成一差动输入运算电路，差动输入运算电路的输出电压信号uc的表达式为:
[0022]uc = ui，[RT+(R2+RT) X (1+R3/R1)] 一ui’ (R3/R1 ) (1)
[0023]式1中ui’为差动输入运算电路的输入电压信号，RT为结型场效应管T1的沟道电阻；
[0024]令电阻R1、R3的阻值相等，化简式1有:
[0025]uc = ui，[(RT—R2 ) / (RT+R2 )] (2)
[0026]式2也可表达为:
[0027]uc = ui’[ AR / (RT+R2 )] (3)
[0028]式3中AR为RT—R2的差值；
[0029]根据结型场效应管的特性可知，沟道电阻RT的阻值随结型场效应管T1上的栅极电压ur的变化而改变，从式3可看出:
[0030]如图4中曲线1所示，当沟道电阻RT的阻值大于电阻R2的阻值时即差值Δ R为正值，差动输入运算电路的输出电压信号UC的相位与其输入电压信号ui’同相，差值AR趋向于0的过程中，电压信号uc的幅值由大变小；
[0031]如图4中曲线2所示，当沟道电阻RT的阻值小于电阻R2的阻值时即差值Δ R为负值，差动输入运算电路的输出电压信号UC的相位与其输入电压信号ui’反相，差值AR趋向于0的过程中，电压信号uc的幅值由大变小。
[0032]所述的差动输入运算电路的特点是，当采样电压值在基准电压值附近波动时，差动输入运算电路的输出电压信号uc可无间断地进行换相，当采样电压值大于或小于基准电压值时可调节差动输入运算电路的输出电压信号uc的幅值。
[0033]采样电压ua与基准电压ug通过运算放大器A3进行比较，当采样电压大于基准电压时运算放大器A3输出端的电压信号ub为负电压信号，第一光电親合器GE1的三极管导通，对电容C7放电，结型场效应管T1上的栅极电压ur(负电压)减小，其沟道电阻RT的阻值减小，差值A R为负，差动输入运算电路的输出电压信号uc与其输入电压信号ui’反相;功率放大单元对电压信号uc进行功率放大，经其补偿变压器B3的次级线圈输出与市电ui进行矢量相加，使交流稳压器的输出电压uo下降。
[0034]当采样电压小于基准电压时运算放大器A3输出端的电压信号ub为正电压信号，第二光电耦合器GE2的三极管导通，对电容C7充电，结型场效应管T1上的栅极电压ur (负电压)增大，其沟道电阻RT的阻值增大，差值AR为正，差动输入运算电路的输出电压信号uc与其输入电压信号ui ’同相，使交流稳压器的输出电压uo上升。
[0035]当采样电压与基准电压相等时运算放大器A3输出端的电压信号ub为零。第一光电耦合器GE1的三极管和第二光电耦合器GE2的三极管截止，电容C7停止充电或放电，结型场效应管T1上的栅极电压ur不变，使交流稳压器的输出电压uo稳定在所设定的幅值上。调节电位器RW可设定交流稳压器的输出电压uo。
[0036]对比较判别单元的另一实施例而言，采样电压ua与基准电压ug通过运算放大器A3进行比较，当采样电压大于基准电压时运算放大器A3输出端的电压信号ub为正电压信号，通过稳压二极管DW1、二极管D1、电阻R9对电容C7放电，结型场效应管T1上的栅极电压uK负电压)减小，其沟道电阻RT的阻值减小，差值△ R为负；当采样电压小于基准电压时运算放大器A3输出端的电压信号ub为负电压信号，通过稳压二极管DW2、二极管D2、电阻R9对电容C7充电，结型场效应管T1上的栅极电压ur (负电压)增大，其沟道电阻RT的阻值增大，差值Δ R为正；当采样电压等于基准电压时运算放大器A3输出端的电压信号ub为零，通过选择稳压二极管DW1的稳压值可使电容C7停止放电。
[0037]电容C7和电阻R9组成一积分电路，使结型场效应管T1上的栅极电压ur变化平稳，电容C7的电容值为1微法，电阻R9的阻值范围为0.1M欧至1M欧，由于结型场效应管的输入阻抗为几十10M欧以上，积分电路的时间常数RC为100毫秒至1秒，这样使交流稳压器的输出电压uo的调节迅速而平稳。
【主权项】
1.一种交流稳压器，包括补偿变压器B3，补偿变压器的次级线圈的一端与市电的相线相连，补偿变压器次级线圈的另一端与市电的零线构成交流稳压器的输出端，补偿变压器的初级线圈与一电压补偿电路的输出端连接； 所述的电压补偿电路包括一比较判别单元、补偿电压调节单元、功率放大单元以及电压补偿电路运行所需的正电源V+和负电源V-;比较判别单元对交流稳压器的输出电压进行采样，将采样电压ua与一基准电压ug进行比较，其输出送至补偿电压调节单元，补偿电压调节单元根据来自比较判别单元的判别结果，调节其输出信号的幅值与相位，功率放大单元将补偿电压调节单元的输出信号进行功率放大，输出至补偿变压器的初级线圈，补偿变压器的次级线圈上的感应电压与市电的电压进行矢量相加，使交流稳压器的输出电压稳定； 其特征是，所述的补偿电压调节单元包括降压变压器B1、运算放大器A1、结型场效应管T1，降压变压器B1的初级线圈接市电，降压变压器B1的次级线圈一端接地，其另一端分别通过电阻R1接运算放大器A1的反相输入端和电阻R2接运算放大器A1的同相输入端，运算放大器A1的同相输入端通过结型场效应管T1的漏极、源极接地，运算放大器A1的反相输入端与输出端之间接有电阻R3，结型场效应管T1的栅极与比较判别单元的输出端相连接，比较判别单元输出的电压信号控制结型场效应管T1的沟道电阻的变化，运算放大器A1的输出端为补偿电压调节单元的信号输出端。2.根据权利要求1所述的交流稳压器，其特征是，所述的比较判别单元包括采样变压器B4，采样变压器B4的初级线圈接交流稳压器的输出端，采样变压器的次级线圈中心抽头接地，采样变压器次级线圈的两端接桥式整流器QL2的输入端，桥式整流器QL2的输出端之间串联有电容C3、C4，电容C3、C4之间的节点接地；电容C3的正极上的电压经电阻R12、R14分压为采样电压ua，采样电压ua送至运算放大器A3的反相输入端，运算放大器A3的同相输入端设置有基准电压ug，运算放大器A3的输出端与第一光电親合器GE1的发光二极管的阴极和第二电親合器GE2的发光二极管的阳极相连接，第一光电親合器GE1的发光二极管的阳极通过电阻R10、R11与第二电耦合器GE2的发光二极管的阴极连接，电阻R10、R11之间的节点接地，第一光电耦合器GE1的三极管的集电极接地，第二光电耦合器GE2的三极管的发射极接负电源V-，第一光电親合器GE1的三极管的发射极和第二光电親合器GE2的三极管的集电极共同通过电阻R9接结型场效应管T1的栅极，结型场效应管T1的栅极通过电容C7接地。3.根据权利要求1所述的交流稳压器，其特征是，所述的比较判别单元包括采样变压器B4，采样变压器B4的初级线圈接交流稳压器的输出端，采样变压器的次级线圈中心抽头接地，采样变压器次级线圈的两端接桥式整流器QL2的输入端，桥式整流器QL2的输出端之间串联有电容C3、C4，电容C3、C4之间的节点接地；电容C3的正极上的电压经电阻R12、R14分压为采样电压ua，采样电压ua送至运算放大器A3的同相输入端，运算放大器A3的反相输入端设置有基准电压ug，运算放大器A3的输出端与第一稳压管DW1的阴极和第二稳压管DW2的阳极相连接，第一稳压管DW1的阳极与二极管D1的阳极连接，第二稳压管的阴极与二极管D2的阴极连接，二极管D1的阴极和二极管D2的阳极共同通过电阻R9接结型场效应管T1的栅极，结型场效应管T1的栅极通过电容C7接地。4.根据权利要求2或3所述的交流稳压器，其特征是，电容C3的正极输出为正电源V+，电容C4的负极输出为负电源V-。5.根据权利要求4所述的交流稳压器，其特征是，电容C3正极接正稳压集成块W1的引脚1，正稳压集成块W1的引脚2接地，其引脚3输出为正电源V+，，电容C4的负极接负稳压集成块W2的引脚3，负稳压集成块W2的引脚1接地，其引脚2输出为负电源V-，正稳压集成块W1的引脚2和引脚3之间接有电容C5，负稳压集成块W1的引脚2和引脚1之间接有电容C6，所述的正稳压集成块W1的型号为7809，所述的负稳压集成块W2的型号为7909。6.根据权利要求4所述的交流稳压器，其特征是，所述的基准电压ug是这样取得，电容C 3的正极与地之间串联有电阻R13、稳压二极管D W，电位器RW与稳压二极管D W并联，电位器RW滑臂上的电压为基准电压ug。7.根据权利要求5所述的交流稳压器，其特征是，所述的基准电压ug是这样取得，电位器RW的一端接正稳压集成块W1的引脚3，电位器RW的另一端接地，电位器RW滑臂上的电压为基准电压ug。
【专利摘要】一种交流稳压器，包括补偿变压器B3，补偿变压器的次级线圈的一端与市电的相线相连，补偿变压器次级线圈的另一端为输出端，其初级线圈与一电压补偿电路的输出端连接；所述的电压补偿电路包括一比较判别单元、补偿电压调节单元、功率放大单元；补偿电压调节单元根据来自比较判别单元的判别结果，调节其输出信号的幅值与相位，经功率放大，输出至补偿变压器的初级线圈，补偿变压器的次级线圈上的感应电压与市电的电压进行矢量相加，使交流稳压器的输出电压稳定。补偿电压调节单元的电子线路设置合理，使补偿变压器输出电压的极性变化平滑，补偿变压器的所需功率大大小于自耦变压器的功率，降低了铁芯和线圈材料消耗，具有节能降耗的效果。
【IPC分类】G05F1/56
【公开号】CN205121406
【申请号】CN201520968016
【发明人】丁婕
【申请人】丁婕
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月30日