專利名稱：逆變補(bǔ)償式穩(wěn)壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電壓穩(wěn)定裝置，尤其是以逆變補(bǔ)償方式實(shí)現(xiàn)的交流穩(wěn)壓裝置和直流穩(wěn)壓裝置。
現(xiàn)有各種穩(wěn)壓裝置中，開關(guān)型穩(wěn)壓裝置技術(shù)先進(jìn)，總體指標(biāo)良好，在一定程度上代表著穩(wěn)壓裝置的發(fā)展方向。
以開關(guān)方式實(shí)現(xiàn)的交流穩(wěn)壓裝置的典型框圖示于附

圖1;以開關(guān)方式實(shí)現(xiàn)的直流穩(wěn)壓裝置的典型框圖示于附圖2。
附圖1中，交流供電電源(1)經(jīng)交→直流變換器(2)為開關(guān)式逆變器(3)提供直流供電，(3)將此直流供電變換為電壓穩(wěn)定的交流輸出，供負(fù)載(4)使用。
附圖2中，直流供電電源(5)為開關(guān)式逆變器(6)提供直流供電，(6)將此直流供電變換為電壓穩(wěn)定的交流輸出，再經(jīng)交→直流變換器(7)，供負(fù)載(8)使用。
較為詳細(xì)的背景資料可參考1.吳汶麒，《交流穩(wěn)壓器》，中國(guó)鐵道出版社，1983。
2.巫長(zhǎng)年，《不停電供電技術(shù)-UPS》，第一章、第四章等，機(jī)械工業(yè)出版社，1986。
3.閾家溪，開關(guān)式穩(wěn)壓電源的原理與計(jì)算，《無線電與電視》，1978年第1期。
本發(fā)明以逆變補(bǔ)償?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)交流穩(wěn)壓和直流穩(wěn)壓;原則上可具有先前開關(guān)型穩(wěn)壓裝置的所有優(yōu)點(diǎn)，但需要的裝置容量明顯減小，運(yùn)行效率可以更高，總體指標(biāo)其它方面的進(jìn)一步改進(jìn)也較前容易一些。
附圖3示出逆變補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓裝置的原理框圖;附圖4示出逆變補(bǔ)償式直流穩(wěn)壓裝置的原理框圖。
附圖3中，交流供電電源(9)經(jīng)交→直流變換器(10)為逆變補(bǔ)償放大器(11)提供直流供電;(11)主要受控于(9)，可產(chǎn)生一個(gè)用以抵消(9)的電壓U9的變化增量的逆變補(bǔ)償輸出電壓U11;取U9與U11的串聯(lián)之和U911作為穩(wěn)壓輸出電壓，供負(fù)載(12)使用。
附圖4中，直流供電電源(13)為逆變補(bǔ)償放大器(14)提供直流供電;(14)主要地受控于(13)，可產(chǎn)生一個(gè)能間接抵消(13)的電壓U13的變化增量的輸出電壓U14;U14經(jīng)交→直流變換器(15)后給出逆變補(bǔ)償輸出電壓U15;取U13與U15的串聯(lián)之和U1315作為穩(wěn)壓輸出電壓，供負(fù)載(16)使用。
設(shè)前述各電壓統(tǒng)一以有效值表示，則U9、U13可歸一化為Uin，U11、U15可歸一化為Ur，U911、U1315可歸一化為Uout;將Uin、Ur的變化增量分別以△Uin、△Ur表示，則從實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的角度來看，對(duì)逆變補(bǔ)償放大器的基本要求是電壓增益為Kv＝△Ur/△Uin＝-1。
本發(fā)明的實(shí)施可以有多種途經(jīng)。關(guān)鍵是逆變補(bǔ)償放大器電壓增益特性的實(shí)現(xiàn)。下面扼要介紹一個(gè)例案。
為實(shí)現(xiàn)要求的電壓增益特性，這里使用了一個(gè)附圖5所示的單結(jié)管電路。
附圖5中，Udc用以向電路提供直流供電;R1用以在單結(jié)管的負(fù)阻特性曲線上為單結(jié)管設(shè)置一個(gè)靜態(tài)直流工作點(diǎn);R2用以將△Uin轉(zhuǎn)換成△Iin輸入到單結(jié)管;設(shè)相應(yīng)于△Iin的輸出電壓為△U′r，且單結(jié)管工作在負(fù)阻區(qū)，則由單結(jié)管的伏安特性，可知該電路的電壓增益Kv＝△U′r/△Uin＝-K;已具備所要求的逆變補(bǔ)償放大器電壓增益特性的一般特征。
用電壓增益為1/K的后續(xù)放大器可將△U′r進(jìn)一步變換為△Ur;這樣從實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的角度來看，對(duì)逆變補(bǔ)償放大器的基本要求已經(jīng)滿足。當(dāng)然，實(shí)施時(shí)對(duì)后續(xù)放大器除效率、失真等要求外，尚要求其內(nèi)阻較低，能提供一定的功率輸出。推薦選用乙類、甲乙類或者是采用脈沖寬度調(diào)制技術(shù)的D類功率放大器結(jié)構(gòu)。
對(duì)于Uin高于Uout或Uin低于Uout兩種情況，要求Uin與Uout的相位關(guān)系分別為180°及0°;這可由輔助的檢測(cè)切換電路去完成。
逆變補(bǔ)償放大器的漂移如果不能忽視，應(yīng)引入必要的負(fù)反饋加以抑制。
選擇合適的靜態(tài)直流工作點(diǎn)以及適當(dāng)?shù)叵拗茊谓Y(jié)管的負(fù)阻動(dòng)態(tài)范圍，有利于波形失真的減小。
本發(fā)明所述的穩(wěn)壓裝置原則上只需向負(fù)載提供相應(yīng)于△Uin的那一部分功率P;設(shè)負(fù)載功率Pout，穩(wěn)壓范圍為Uin±U%，則有P＝U%Pout;這意味著本發(fā)明較先前技術(shù)在相似參照條件下所需裝置容量明顯減小;這一方面有利于減輕重量、縮小體積、降低成本等，另一方面由于自身損耗比重的下降使運(yùn)行效率可以更高;總體指標(biāo)其它方面的進(jìn)一步改進(jìn)也會(huì)不同程度地容易一些。
本發(fā)明作為現(xiàn)有穩(wěn)壓裝置的替代或補(bǔ)充，可用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門，或配套于各種電子、電器裝置。
權(quán)利要求
1.逆變補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓裝置，特征是至少含有一個(gè)以電壓增益Kv=-1為基本要求的逆變補(bǔ)償放大器。
2.逆變補(bǔ)償式直流穩(wěn)壓裝置，特征是至少含有一個(gè)以電壓增益Kv＝-1為基本要求的逆變補(bǔ)償放大器。
3.按權(quán)利要求1或權(quán)利要求2，特征是具有相同技術(shù)目的部分實(shí)施。
全文摘要
本發(fā)明涉及電壓穩(wěn)定裝置，尤其是以逆變補(bǔ)償方式實(shí)現(xiàn)的交流穩(wěn)壓裝置和直流穩(wěn)壓裝置。
文檔編號(hào)G05F5/00GK1035188SQ8810091
公開日1989年8月30日 申請(qǐng)日期1988年2月16日 優(yōu)先權(quán)日1988年2月16日
發(fā)明者溫建紅 申請(qǐng)人:溫建紅