专利名称：超补偿交流调压器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及物理学，自动控制类，具体说是一种对市电进行稳压并补偿传输线压降的交流稳压电源。
现有的交流稳压电源，有磁饱合式，多抽头自耦变压器式。这两类稳压器的波形失真小，稳压特性好。但是，磁饱合式工作效率低自损耗大，成本高。自耦调压方式有机械滑动部件，易磨损，环境条件要求高。另外也有用可控硅进行稳压的交流稳压器，这种稳压器是一种无触点的调压方式，体积小，但是其输出的波形严重失真，要花费许多力量进行整形或带通滤波。而无论是哪种稳压方式都只能稳定稳压器输出端的电压，不能克服稳压器输出后线路上所产生的压降。882106800专利是一种低成本，高效率的方式，但是在变档切换时，继电器触点将承受来自变压器漏感产生的自感电弧，而且在低匝数线组通电时，高匝数线组承受的电压很高，加上继电器的容量有限，很难做成大功率稳压器，此外，当要求有较高的调压精度时，变压器抽头数和继电器数都将大幅度增加，继电器触点承受的电压也提高较多，以至达到无法承受的程度。
本实用新型可对市电进行自动稳压，并自动补偿输电线路所产生的压降损耗。为了实现这一任务，利用辅助变压器B1，该变压器的次级串联在主电路中，次级设置多个抽头，在控制电路的作用下，使变压器B1某个次级绕组联通，使其感应出与市电同相或反相位的电压，与市电电压叠加后达到稳压的目的。变压器B1采用两组多抽头绕组串联使用的办法，目的在于用少量开关元件和绕组实现更多档级的电压调节。调压器输出端的电流取样，起到正反馈作用，来补偿调压器与负载间因线路阻抗所造成的压降损耗。
以下结合附图描述本实用新型细节。
本调压器由电压取样电路(1)，电流取样电路(2)，极性与相位变换电路(3)，比较器(4)，调节量产生及相关电路(5)，电平表(6)，选通译码电路(7)，光电隔离电路(8)，调压电路(9)构成。其中调压电路(1)由辅助变压器B1功率场效应功率场效应管(TMOS〕T1～T14，以及二极管D1～D14构成，连接形式见附图一，采用14只TMOS管和具有10个次级抽头的辅助变压器B1，实现18个档级调压，选用TMOS管优点在于开关速度快，损耗小，有很宽的安全工作区，输入阻抗高，基本不需驱动功率，二极管D1～D14起保护TMOS管作用。当市电输入电压为最低值时，此时正半周TMOS管T13，T12，T2同时导通，其余截止，电流从绕组N1－1下端进入，经T13绕组N2－1，N2－2，N2－3，N2－4，N2－5和T3，T2后到输出端。负半周T14，T18，T1导通，其余截止，电流经T1，绕组N2－5，N2－4，N2－3，N2－2，N2－1和T8，T14，N1－1后流出。此状态本调压器升压值最大。 在绕组参数设计时，将N1的绕组N1－2，N1－3匝数绕制成N2各绕组匝数的三分之一，则N1－2，N1－3感应电压也相应为N2各绕组的三分之一，因此本调压器调压最小值为N1－2，或N1－3。当市电电压为本调压器调节范围内某一值时，当正半周T11，T17，T2导通，那么升压值为VN2－1，VN1－2，VN1－1，负半周T12，T18，T1导通，升压值亦为VN2－1，VN1－2，VN1－1，当市电电压为最高值时，正半周TMOS管T9，T8，T2导通，电流从绕组N1－1下端进入，经N1－2，N1－3和T9，T8，T2后输出。负半周经T1，T3，T10，和绕组N1－3，N1－2，N1－1后流出，此状态为本稳压电源降压最大。
其中绕组N1－1在整个升降压调节过程中起降压作用，目的在于使N2－1至N2－5处于升压。
由变压器B2的次级抽头构成的电压互感器，其输出的信号作为电压取样，变压器B3接成电流互感器形成，其次级输出作为电流取样信号。电压取样用于负反馈作用，电流取样用于正反馈作用，两路信号同时存在，经合成后得到电压调节信号。电压取样接在调压器输入端目的是对市电进行稳压，电流互感器B3串接在主回路的输出线上，其次级作为电流取样用于补偿调压器内阻和输出线内阻的影响。当输出电流增大时，线路压降也随之增大，但是，电流取样的正反馈，在控制电路作用下，将变换变压器B1次级绕组，增大升压值或减少降压值，来抵消线路所造成压降，因而达到负载端电压恒定。
附图三中，A3包括极性相位变换电路(3)，调节量产生及相关电路(5)，电平表(6)，选通译码电路(7)，当电隔离电路(8)。和调节量产生及相关电路(5)(附附图4)，为了减少电平表的级数和译码电路的复杂程度，比较器(4)输出的信号在调节量产生及相关电路(5)中变换成单极性的电压信号，并通过A12－3的输出端输出一个极性信号，调节量产生及相关电路由运放A11－3，A12－3和电阻，二极管搭接而成，它接收比较器(4)的信号△V后，其中一路经A11－3倒相，A12－3过零比较后，将其分为两段，一段是升压输出L为高电平1，另一段降压输出L为低电平O，给选通译码电路(7)；而另外一路调节量的大小信号H经A11－2，A11－3整流合成后，送给中平表(6)，因此，A3经过模／数转换，译码控制后，输出给A4的，即为某状态下控制TMOS管导通信号，A4即为附图一的调压电路，A3可以用单片机和接口电路实现。
本实用新型的优点是明显的，两组线圈的不同抽头组合工作方式实现了在较少的功率驱动文件和较小的变压器抽头情况下，调节档次增多；电压负反馈和电流正反馈同时实现了稳压和超补偿(或称负内阻)功能，使现有的只能补偿稳压器输入端线路压降扩展到还能补偿输出线的压降。
图面说明附
图1调压电路电原理图附图2本实用新型方框原理图附图3电压、电流取样电原理图附图4调节量产生及相关电路电原理图附图5输入电压Uλ，调节量H及升、降压分段信号L关系曲线图。
权利要求1.一种电压取样电路(1)，电流取样电路(2)，极性与相位变换电路(3)，比较器(4)，调节量产生及相关电路(5)，电平表(6)，选通译码电路(7)，光电隔离电路(8)，调压电路(9)构成的超补偿交流调压器，其特征为1的输出端与(2)的输出信号叠加后与(4)输入端联接，(4)的输出端接(5)的输入端，(5)的输出端分两路分别与(6)和(7)的输入端联接，(6)的输出端与(7)的另一个输入端联接，(7)的输出端接(8)输入端，(8)的输出端接(9)，(2)的另一输出端接(3)输入端，(3)输出端接(7)的输入端。
2.根据权利要求1所述的调压器，进一步的特征为电源输入端A接B1的初级1端和N1绕组3端、4、5、6端分别通过D13、D11、D9接T13，T11，T9漏极，T9、T11、T13的源极联通后接N2绕组7端，7、8、9、10、11、12端分别经D8、D7、D6、D5、D4、D3与T8、T7、T6、T5、T4、T3的漏极联接，T8、T7、T6、T5、T4、T3的源极联通后经D2与T2漏极联接，T2源极接保险丝RD接B3、T2的源极还经过D1与T1漏极联接，T1源极接N2绕组12端。
3.根据权利要求1所述的调压器，进一步的特征为电压互感器B2与A4输入端A、B两点联接，电流互感器B3串接于输出线路中，这两种互感器的输出端(次级)通过A2、D1、D2等元件与比较器电路的A1输入端联接。
4.根据权利要求1所述的调压器，进一步的特征为A11－2的同相输入端与R8联接，R8的另一端接A11－3的反相输入端，A11－2的输出端接D8阳极，A11－3输出端接D9阳极，D8，D9的阴极接通并通过R12联接输出给(6)，A11－3的输出端通过R11接A12－3反相输入端，A12－3输出端接(7)。
专利摘要超补偿交流调压器，是一种采用变压器和控制电路进行相位反转与市电相叠加的交流稳压装置，该装置的特征是在输入端的电压取样对市电进行稳压，而在输出端的电流取样进行线路压降的补偿。采用变压器两组多抽压次级绕组串联使用，在起开关作用的功率场效应管控制下，随着市电电压变化，自动进行电压调整和相位叠加，该装置体积小，重量轻，稳压性能好。
文档编号G05F1/20GK2129020SQ9223415
公开日1993年3月31日 申请日期1992年10月6日 优先权日1992年10月6日
发明者周琨, 李锦冬, 蒲彬 申请人:中国人民解放军二炮第一研究所