补偿式交流稳压器及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种稳压器技术，且特别是有关于一种补偿式交流稳压器。
【背景技术】
[0002]电网在供电高峰期，电网超负荷运行，供电电压偏低，而在供电低谷期，供电电压过高，或者由电网变电设施的故障或负荷突然出现大的变化(如大功率设备启动等)引起的电压暂降，这些将影响精密仪器、大型用电设备等对供电质量要求较高的设备的正常运行。所以，在市电电网与用电设备之间接入高稳压精度、宽稳压范围的交流稳压器是非常必要的。交流稳压器的发展经历了电机型稳压器、变压器型稳压器，现在已经发展到电力电子型稳压器。
[0003]请参考图1，图1为一已知技术中的电力电子型稳压器，此电力电子型稳压器通过变压器T将补偿电压切入到输入端和输出端之间，并通过开关Sbl和Sb2选择原边绕组，当电压跌落时，需要正向补偿，则导通开关Sbl，选择绕组Npl ;当电压突增时，需要反向补偿，则导通开关Sb2，选择绕组Np2。开关Sbl和Sbl通常会由IGBT或者SCR等开关器件构成。为了避免开关Sbl和Sb2在切换过程中出现短路故障，通常会在切换过程中加入死区时间，但是死区时间将会导致电路中的电流出现断续状态，因而通常还需要在开关两端连接RC滤波电路，避免开关硬切换损坏。而且死区时间也将会导致补偿装置的补偿电压出现断续的状态。
【发明内容】
[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供一种补偿式交流稳压器，其可为负载提供准确快速连续的电压补偿。
[0005]本发明的补偿式交流稳压器，包括输入端、输出端和补偿装置，所述补偿装置设置在所述输入端和所述输出端之间，补偿所述输入端的电压以使所述输出端的电压稳定，其中所述补偿装置包括:一补偿输入为补偿装置提供输入电压；一电压调整电路调节所述补偿输入至合适的电压值，以保证所述输出端的电压稳定；一补偿切入电路将所述电压调整电路的输出切入至输入端和输出端之间，所述补偿切入电路更包括一选择电路和一变压器，所述变压器的包括第一和第二原边绕组以及一个副边绕组，所述副边绕组串联于所述输入端和所述输出端之间，所述选择电路根据所述电压调整电路的输出电流设置选择电路中开关的开通或关断时序，减小补偿切入电路的死区时间。
[0006]本发明一具体实施例中，所述变压器包括第一原边绕组和第二原边绕组，第一原边绕组的同名端和副边绕组的同名端相同，所述第二原边绕组的同名端和副边绕组的同名端相反。
[0007]本发明一具体实施例中，所述选择电路包括两个开关桥臂，所述两个开关桥臂的第一端子分别连接在所述第一原边绕组的两端，所述两个开关桥臂的第二端子分别连接在所述第二原边绕组的两端。
[0008]本发明一具体实施例中，所述电压调整电路的两个输出端分别连接在所述两个开关桥臂的桥臂中点。
[0009]本发明一具体实施例中，所述选择电路更包括一驱动控制电路，所述驱动控制电路检测所述输入端电压和所述输出端电压，当所述输出电压的电压幅值小于参考值时，选择电路选择第一原边绕组，当所述输出电压的电压幅值大于参考值时，选择电路选择第二原边绕组。
[0010]本发明一具体实施例中，所述驱动控制电路还检测所述电压调节电路的输出电流方向，并根据检测到的所述电压调节电路的输出电流方向设置选择电路中开关导通时序:所述电压调节电路的输出电流方向为正且选择第一原边绕组时，所述驱动控制电路按照第一时序控制选择电路中的开关，首先关断第二开关，然后开通第一开关，再关断第四开关，最后开通第三开关；所述电压调节电路的输出电流方向为正且选择第二原边绕组时，所述驱动控制电路按照第二时序控制选择电路中的开关，首先关断第四开关，然后开通第三开关，再关断第二开关，最后开通第一开关；所述电压调节电路的输出电流方向为负且选择第一原边绕组时，所述驱动控制电路按照第三时序控制选择电路中的开关，首先关断第一开关，然后开通第二开关，再关断第三开关，最后开通第四开关；所述电压调节电路的输出电流方向为负且选择第二原边绕组时，所述驱动控制电路按照第四时序控制选择电路中的开关，首先关断第三开关，然后开通第四开关，再关断第一开关，最后开通第二开关。
[0011]本发明一优选实施例，调压电路为一交流降压电路，其根据负载端电压与参考值之间的差值，调节调整电压的幅值。
[0012]本发明一优选实施例，调压电路的输入电压为电源端的输出电压。
[0013]本发明另一优选实施例，调压电路的输入电压为输入端的电源输入。
[0014]本发明的变压器能够为负载提供连续的无死区时间的电压补偿，具有简单易实现的有益效果。同时，所述的开关选择电路可以通过标准的IGBT半桥模块构成，而且由于本发明的开关控制策略是基于电路中的开关电流实现的，开关驱动更加稳定。
【附图说明】
[0015]图1为已知技术中一实施例框图。
[0016]图2为本发明一实施例的功能方块示意图。
[0017]图3为本发明绕组选择方法流程图。
[0018]图4为本发明选择电路的开关控制方法的流程图。
[0019]图5为本发明选择电路的开关时序I的开关时序图。
[0020]图6为本发明选择电路的开关时序2的开关时序图。
[0021]图7为本发明选择电路的开关时序3的开关时序图。
[0022]图8为本发明选择电路的开关时序4的开关时序图。
[0023]图9为本发明另一具体实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0024]本发明实施例提出一种补偿型交流稳压器。所述补偿型交流稳压器可为负载提供连续准确的电压补偿。其中，补偿装置的切换电路能够在输入端电压跌落时，提供正向补偿，在输入端电压突增时，提供反向补偿，且在正向补偿和反向补偿相互切换时，切换电路不存在死区时间，切换电路中的开关也不需要增加缓冲电路，设计简单。为了使本揭露之内容可以被更容易明了，以下特举实施例作为本揭露确实能够据以实施的范例。另外，凡可能之处，在图式及实施方式中使用相同标号的组件/构件/步骤，系代表相同或类似部件。
[0025]请参照图2，补偿式交流稳压器包括，输入端21、输出端22以及补偿装置23，所述补偿装置23设置在所述输入端21和所述输出端22之间，为所述输出端22的电压Vout提供电压补偿，以使其稳定，不会跟随输入端21的电压Vin发生电压跌落或者突增。所述补偿装置23包括一电压调整电路231、一补偿切入电路232，所述电压调整电路231接收一补偿输入Vbin并将其调节至补偿输出Vbo。所述补偿切入电路232接收电压调整电路231输出的补偿输出Vbo，并将其投切至所述输入端21和所述输出端22之间。
[0026]本实施例中，补偿切入电路232包括选择电路2331和变压器T以及一开关控制驱动电路，所述变压器T包括两个原边绕组Np I和Np2以及一个副边绕组Ns，所述副边绕组Ns串联在所述输入端21的端子210和所述输出端22的端子220之间，也可以是端子211和端子221之间，本发明并不以此为限。原边绕组Npl为输出端电压Vout提供与输入电压Vin同向的电压补偿，也即原边绕组Npl为升压绕组原边绕组Np2提供反向的电压补偿，也即原边绕组Np2为降压绕组，于是当输入电压Vin跌落时，选择电路2331选择原边绕组Npl，当输入电压Vin突增时，选择电路2331选择原边绕组Np2。
[0027]本实施例中的选择电路包括两个开关桥臂，分别是Q5和Q6串联组成的第一桥臂以及Q7和Q8串联组成的第二桥臂，第一桥臂和第二桥臂的第一端子A、B和绕组Np2两端连接，第一桥臂和第二桥臂的第二端子C、D和绕组Npl两端连接，第一桥臂和第二桥臂的中点分别连接电压调整电路的输出。
[0028]本实施例中的补偿装置还包括一开关控制驱动电路2332，为开关Q5-Q8提供驱动信号S5-S8。所述控制驱动电路2332中实现这样一种控制方法，请参考图3，所述控制方法，首先执行步骤301检测输出端电压Vout，然后步骤302判断所述输出端电压Vout是否大于参考电压Vref，如果是，则选择选择降压绕组Np2，否则选择升压绕组Npl。
[0029]请再参考图4，所述控制方法会根据选择电路输入端的电流的方向选择开关的开通和关断的时序。该控制方法，在选择电路切换变压器原边绕组，首先关断能够被软关断开关，然后开通同桥臂的另一个开关，再关断另一个桥臂中的开关，最后开通另一个桥臂的另一个开关。
[0030]执行步骤403后，若检测到电流Ib的方向如图2中箭头24，则执行407开关时序I，否则执行408开关时序2。
[0031]执行步骤404后，若检测到电流Ib的方向与如图2中箭