用瞬时比较法研制交流稳压电源

3．与常规稳压电源的比较

用上述原理制作的稳压电源与常规原理制作的稳压电源相比有如下特点：

（1）响应速度快。由于全部选用高速线性电子器件，瞬时采样、瞬时执行，控制响应速度极快，毫秒级以下即可完成调整，使输出电压快速回到额定电压附近。因此对于高频干扰及噪音具有抑制作用，对毫秒级干扰有净化作用，这是一般稳压电源做不到的。

（2）输入电压适用范围宽。输入电压变化可达30%~50%甚至更多，且可以对称调节，范围越宽需提供修补能量越多。控制电压取值多少主要由需求而定，从经济实用角度来看，取(8~10)% 为宜。

（3）稳压精度高。随参考电压的产生方式不同，稳压效果可达1%、0.1%、0.01%。不同精度的稳压，适用不同要求的场合。1%用于一般稳压要求场合；0.1%用于实验室或重要的工业设备；0.01%可用于仪表检定。

（4）具有绿色电源特点。该方法首先对电网电压的波形进行修正，修正成良好的正弦波，再对负载进行供电，修补能量多少由需要决定。由于该方法的实质是对电网波形的修正，修正后的波形失真度一般小于1% ~0.5%，因此，该种稳压方法是绿色的。

（5）具有一定的环保性质。假如输入电压不变，由于负载性质的不同引起输出电压变化，在一定的谐波范围内利用控制电压的相应改变使输出电压不变。由于控制电压具有隔离作用，影响不到输入电压，因此，该稳压方法具有一定的环保性。

（6）工作效率高。该电源的工作原理是小功率控制大功率，具有很高的效率。输出电压的容量主要取自电网，而控制电压一般是电网电压偏离额定电压的部分，所以只需消耗制造控制电源的功率，因此效率极高。

以300 VA 输出电源为例：若电网电压波动+10%，只需控制+10%电源波动，若制造该控制电源的效率为30%，则需制造该控制电源的消耗功率100 VA ，整机效率为300/（300+100）=75%。且制作控制电源方法效率越高，整机工作效率越高。

以采用逆变方式为例：制作0.01%高稳定度电源，由于AC/DC、DC/AC转换加上功放器件效率的限制，在不计其他损耗的情况下，其整体效率在30%以下。而用瞬时比较法制作同样功率的稳压电源时，只需制作用于修补10%波动的控制电源的功率，即使控制电源制作也采用逆变方式，那么消耗的功率只相当于逆变方式的1/10。显而易见，在制作高稳定度稳压电源时，用瞬时比较法相比采用逆变方式的稳压电源的效率要高得多。

（7）不使用大电感、大电容等低频滤波器件，体积小、重量轻，输出波形良好，一般波形失真度在1%~0.5%。

（8）这种稳压器可与其他稳压器级联，在使用时稳定精度范围设定越窄能耗越小。如前级稳压器稳定精度为2%时，若需输出5000 VA的功率 ，则只需制造100 VA 的控制电源，稳定度可达到0.1%以上。

（9）可使用快速保护电路。当负载端瞬时短路故障时，控制电源即刻退出工作。此时，耦合变压器相当于一个电抗器（耦合变压器是引入控制电源的变压器），具有限制短路电流增长的作用，故障消除后，控制电源自行恢复工作。

4．应用效果

最初使用该控制方式研制了补偿式稳压电源，其主导思想是对电网电压进行负反馈控制，稳定度为0.1%，波形失真度为1%，功率为100VA。由于当时器件选择受到限制，保护速度跟不上等问题，这种稳压电源未能得到推广应用。在其后使用瞬时比较和波形修补技术，对原设计方案、器件选择、快速保护投入电路等进行了优化处理。经多次改进和试验，为电能表检定制作的输出功率300VA的交流稳压电源具备了实用功能，实测达到如下指标：

在输入的电网电压变化+10%时，用数字电压表测量，输出电压稳定度最大跳字不超过+0.03%/3分钟，输出波形失真度<0.5%。

该稳压电源具有如下特点：

（1）电路全部由模拟器件组成，具有易选价廉的特点；

（2）该电源的工作原理是小功率控制大功率，具有很高的效率。只需制作30 VA控制功率就可以实现300VA的功率输出；

（3）输出功率管不需组合管。在整机输出功率300VA时，由于只需30VA控制功率，只用一对大功率管输出即可，且不需要风冷式散热；

（4）抗干扰能力强。测试中，在该电源同一房间同一供电线路上进行三相电焊作业，输出电压不跳字；

（5）由助手按此设计独立自行制作的稳压电源具有相同的技术指标，说明该设计方法一致性很好。

5．结论：

瞬时比较法——波形修补技术制作稳压电源的基本原理是采用输入电压的采样值与参考电压进行比较，找出其波形的不足，再通过改变控制电压改善和修补输入电压波形、稳定幅值，达到输出电压稳定的目的。其实质是利用小功率的控制电源得到大容量的稳定电压输出，是一种集绿色、环保、净化、优质高效于一身的交流稳压方法。使用该技术研制的交流稳压电源具有廉价、指标高、成本低、易控制的特点，还可根据需要扩展为大功率的稳压电源。

使用这种稳压方法可以为科研、电脑机房、医疗设备、工业自动化设备、通讯设备、照明系统、音响视听等设备提供优质的交流稳压电源。

该交流稳压方法目前已申报国家专利。