专利名称：无谐波污染和瞬间输出电压跌落的稳压装置及稳压方法
技术领域：
本发明专利涉及稳压器技术领域，特别涉及一种对瞬间电压跌落指标要求敏感的大功率稳压器。
背景技术：
现有市场上的稳压器，多为可控硅移相调压式、组合补偿式。可控硅移相调压式稳压器采用控制可控硅导通角的方式来改变稳压器的补偿电压，此时可控硅在导通过程中会产生大量的谐波反馈到电网中，在大功率的应用场合中对其他设备的正常工作产生较大影响；组合补偿式稳压器采用开关切换的方式进行稳压，在开关切换的过程中补偿变压器存在原边短时间开路，此时输出电压产生瞬间大幅度跌落，对瞬间电压跌落敏感的设备
产生影响。
发明内容
本发明目的是针对已有技术存在谐波反馈以及开关切换的过程中输出电压产生瞬间大幅度跌落的问题，提供一种无谐波污染和瞬间输出电压跌落的稳压装置及稳压方法。本发明的技术解决方案是—种无谐波污染和瞬间输出电压跌落的稳压装置，包括多抽头变压器Tl，所述多抽头变压器的原边高压端设置有η个切换开关Kl Κη，其特殊之处是，还包括补偿单元，所述补偿单元包括并联的电感Ll和短路开关Kl'；所述多抽头变压器Tl的同名端反向；所述多抽头变压器Tl的原边低压端接地，所述多抽头变压器Tl的副边高压端作为稳压装置的输出高端，所述多抽头变压器Tl的副边低压端接稳压装置的输入高端；所述补偿单元设置在第一切换开关Kl和多抽头变压器Tl的原边绕组高压端之间。上述电感Ll的电感量按照以下原则确定在Kl与变压器原边任一开关同时导通的过程中，电感Ll上的电流为额定电流的10% 20%。上述无谐波污染和瞬间输出电压跌落的稳压装置的稳压方法具体为(1)稳压装置由Ka闭合切换至Kb闭合时，切换时序如下 Ka闭合一Kl闭合一Kl ‘闭合一Ka断开一Kl ‘断开一Kb闭合一Kl断开；(2)稳压装置由Κ1、Κ1'闭合切换至Kb闭合时，切换时序如下KUKl'闭合一Kl'断开一Kb闭合一Kl断开；(3)稳压装置由Ka闭合切换至Kl、Kl'闭合时，切换时序如下Ka闭合一Kl闭合一Kl ‘闭合一Ka断开；其中1且b乒1且a彡η且b彡η且a乒b。本发明的优点1、本发明利用电感Ll与开关Kl'，以一种规定的系统切换时序保证输出电压在切换过程中仍能保持稳定输出，所以不会产生瞬间跌落。2、由于本发明稳压装置未采用晶闸管等非线性器件，所以不会产生谐波污染。
图1是本发明的稳压装置的原理示意图。
具体实施例方式
本稳压装置由开关Kl Kru电感Ll与开关Kl ‘、原边多抽头变压器Tl连接构成。在稳压装置稳态工作时，Kl Kn中的某一个开关闭合、其他断开，得到相应的补偿电压。稳态时Kl'的开关状态与Kl相同。在稳压装置进行档位切换的过程中，系统切换时序如下时序一假设系统初始状态位于开关Kl、Kl'闭合，需要切换至Ka (a兴1，a ^ η)闭合的状态，切换时序如下①Kl、Kl'闭合，Ka断开②Kl'断开(Kl闭合，Kl'、Ka断开)③Ka闭合(Kl、Ka闭合，Kl'断开)④Kl断开(Ka闭合，Kl、Kl'断开)按照④③②①的步骤反向切换，就是由Ka档切换到Kl档的过程。时序二 假设系统初始状态位于开关Ka (a兴1，a彡n，a兴b)闭合，需要切换至Kb (b兴1， b^n)闭合的状态，切换时序如下按照时序一的反向切换，将系统状态由Ka切换至Kl ；然后按照时序一，将系统状态由Kl切换至Kb。Ll的电感量计算方法如下在Kl与变压器原边任一开关同时导通的过程中，Ll相当于自耦变压器的负载，这时候电感上的电流不应过大，以不超过额定电流的10% 20%为宜。本发明原理在系统不具备补偿单元(即并联的电感Ll和短路开关Kl')时，在不同的补偿电压切换过程中，必然存在一瞬间变压器Tl原边所有开关全部断开，这时候变压器Tl在瞬间严重饱和(类似于串联变压器、电流互感器副边开路运行)，Tl的原边产生很高的电压尖峰，而副边则产生很大的压降造成负载瞬时电压跌落；为了不使这种情况出现，需要在切换瞬间Tl原边有两个开关同时导通。但Tl原边两个开关同时导通时，实际相当于将两个开关之间的变压器绕组短路，系统立即短路保护。利用补偿单元，通过上述的时序一、时序二，使切换过程瞬间为如下状态变压器 Tl原边某一开关Ka与Kl同时导通、Kl ‘断开，这样使变压器Tl在开关Kl与Ka之间的绕组形成的回路中串联了负载Li，当Ll足够大时，将通过Ll的电流限制在适当的值，使系统可以正常运行。
权利要求
1.一种无谐波污染和瞬间输出电压跌落的稳压装置，包括多抽头变压器Tl，所述多抽头变压器的原边高压端设置有η个切换开关Kl Kn，其特征在于还包括补偿单元，所述补偿单元包括并联的电感Ll和短路开关Kl'；所述多抽头变压器Tl的同名端反向；所述多抽头变压器Tl的原边低压端接地，所述多抽头变压器Tl的副边高压端作为稳压装置的输出高端，所述多抽头变压器Tl的副边低压端接稳压装置的输入高端；所述补偿单元设置在第一切换开关Kl和多抽头变压器Tl的原边绕组高压端之间。
2.根据权利要求1所述的无谐波污染和瞬间输出电压跌落的稳压装置，其特征在于 所述电感Ll的电感量按照以下原则确定在Kl与变压器原边任一开关同时导通的过程中， 电感Ll上的电流为额定电流的10% 20%。
3.权利要求1所述稳压装置的稳压方法，其特征在于该方法具体为(1)稳压装置由Ka闭合切换至Kb闭合时，切换时序如下Ka闭合一Kl闭合一Kl'闭合一Ka断开一Kl'断开一Kb闭合一Kl断开；(2)稳压装置由Kl、Kl'闭合切换至Kb闭合时，切换时序如下KUKl'闭合一Kl ‘断开一Kb闭合一Kl断开；(3)稳压装置由Ka闭合切换至Kl、Kl'闭合时，切换时序如下Ka闭合一Kl闭合一Kl ‘闭合一Ka断开；其中a乒1且b乒1且a彡η且b彡η且a乒b。
全文摘要
本发明涉及一种无谐波污染和瞬间输出电压跌落的稳压装置及稳压方法，由开关K1～Kn、电感L1与开关K1′、原边多抽头变压器T1连接构成。本发明利用电感L1与开关K1′，以一种规定的系统切换时序保证输出电压在切换过程中仍能保持稳定输出，而不会产生瞬间跌落，以适应某些对瞬间电压跌落敏感的设备的要求，尤其是大功率的场合。
文档编号H01F27/28GK102377350SQ201110390360
公开日2012年3月14日 申请日期2011年12月1日 优先权日2011年12月1日
发明者卢家林, 王昆 申请人:西安爱科电子有限责任公司