AC/AC 变换电路在电源技术方面主要应用于交流稳压电源。交流稳压电源有很多种类,这里只介绍自耦(变比)调整型交流稳压电源。传统的自耦调整型稳压器采用伺服电动机带动滑臂使碳刷在自耦调压器表面作滑动运动,以达到稳定输出电压的目的。借助电力电子器件来调整比一次侧抽头或者对变压器二次绕组进行分段组合的方式更能实现输出电压稳定,这样的稳压电源就是自耦变比调整型交流稳压电源。
(1)调整变压器抽头型交流稳压电源
图5.28 调整变压器抽头型单相交流稳压电源
调整变压器抽头型单相交流稳压电源的组成如图5.28 所示。变压器一次侧采用多个抽头,每个抽头串接一只双向晶闸管(或固态继电器),双向晶闸管的另一端并接在一起,接入市电。当输入电压发生变化时,关断当前导通的双向晶闸管,开通另一个合适的晶闸管,保证输出电压在规定范围之内。进行电压调整时,变压器两个抽头之间的电压是跳变的,因此变压器抽头数量和抽头之间的最小电压值决定了稳压器对输入电压变化的适应范围和对输出电压的稳定精度。显然,抽头数越多,抽头间的电压值越小,适应范围越宽,稳压精度越高。这种稳压电源是利用数字逻辑电路或单片机和交流过零触发开关技术,靠改变变压器抽头进行绕组组合来实现稳定输出交流电压。采用电流过零切换的方法,使输出电压偏差的校正工作在小于一个工作周期内完成,从而获得较好的动态响应效果。
这类稳压电源具有如下特点:
①响应快。即能够快速调整变压器的抽头以跟踪输入电压的快速变化。
②谐波含量小。调整电压是通过改变抽头来完成的,所产生的附加波形失真很小,在输出电压中不产生高次谐波分量。(www.daowen.com)
③允许有较宽的输入电压范围。通过抽头处理,可以很方便地拓宽输入电压范围。
图5.29 变压器绕组组合型交流稳压电源
④缺点是只有增加电力电子器件的数量才能实现宽范围输入电压变化及高稳压精度。
(2)变压器绕组组合型交流稳压电源
将变压器二次绕组分成多段串联,每段线圈分别设置若干抽头,每个抽头串联一只双向晶闸管,如图5.29 所示。当输入电压发生变化时,通过检测和控制电路判断后,在每段线圈中选取一只合适的双向晶闸管,然后同时触发各段线圈中所选定的器件,使各段线圈的抽头串联后得到的输出电压值维持在额定范围内。输出电压的稳压精度取决于最小电压分段线圈中各抽头间的电压值。以输出电压为AC220 V 为例,假设最小电压段线圈(比如VT1 与VT2 之间)的电压为2 V,这样输出电压的稳定精度就可以达到±1%,再与串联在输出端的双向晶闸管(VT10)相配合,则可以实现各分段调压的连续电压调节,使调压精度更高。
变压器绕组组合型交流稳压电源不仅具有跟随输入电压变化快的特点,而且在同样的稳态精度下,使用双向晶闸管的数量较少,大大提高了功率开关器件的利用率。
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