作者：安徽銅峰電子股份有限公司 余柏南（銅陵244000） 來源：《電源技術(shù)應(yīng)用》

摘要：在設(shè)計(jì)新型交流凈化電源時(shí)，研究等效電感l(wèi)和晶閘管觸發(fā)角θ之間的關(guān)系很有必要。本文探討了它們之間的關(guān)系，推導(dǎo)出它們之間的關(guān)系式。 關(guān)鍵詞：雙向晶閘管 等效電感

1 引言 目前，在各種交流穩(wěn)壓電源中，采用正弦能量分配技術(shù)的交流凈化電源是一種新型的技術(shù)先進(jìn)的穩(wěn)壓電源。其典型的實(shí)用電路簡圖如圖1所示。 實(shí)際上，這種電路主要是通過改變晶閘管的觸發(fā)角θ，來改變a、b間的等效電感量，從而起到穩(wěn)定輸出電壓的作用。 在實(shí)際設(shè)計(jì)、制造過程中，如果知道a、b間的等效電感隨觸發(fā)角θ的變化情況，對設(shè)計(jì)出穩(wěn)定可靠的電源是很有幫助的。為此，有必要分析一下a、b間的等效電感量是如何隨觸發(fā)角θ變化的。 2 等效電感的分析 將由電感l(wèi)1和晶閘管構(gòu)成的串聯(lián)電路等效為可變電感l(wèi)，如圖2所示。 設(shè)加在l1兩端的交流電壓為 ul=umsinβ 則電感l(wèi)1上的電壓波形ul1如圖3中實(shí)線所示。圖中θ為觸發(fā)角，在0～π之間變化。當(dāng)θ=0時(shí)，晶閘管完全導(dǎo)通；當(dāng)θ=π時(shí)，晶閘管完全截止。 ul1的表達(dá)式為，

現(xiàn)將ul1按傅立葉級數(shù)展開

上式中

故式（1）可表示為

上式中

n=1時(shí)，

在實(shí)際設(shè)計(jì)交流凈化電源時(shí)，由于對3次和5次諧波都加有濾波電路，而7次以上的諧波分量很小，所以在實(shí)際計(jì)算中，可以近似地將3次以上的諧波分量略去不計(jì)。故可近似認(rèn)為 ul1≈b1sinβ

=um / π(π-θ+1/2sin2θ)sinβ

=1/π(π-θ+1/2sin2θ)ul

又，由于il1=il，因此ul1 / il1≈1/π(π-θ+1/2sin2θ)ul / il

即wl1≈1/π(π-θ+1/2sin2θ)wl

則lπ / (π-θ+1/2sin2θ)l1 (4) 式（4）即為表征等效電感l(wèi)與晶閘管觸發(fā)角θ之間關(guān)系的近似計(jì)算公式。 （編者注：此式與本刊總第11期有關(guān)文章中的推導(dǎo)結(jié)果不完全一致，設(shè)定的條件也不相同。） 3 等效電感的實(shí)際應(yīng)用 知道了等效電感的近似計(jì)算公式，在實(shí)際設(shè)計(jì)交流凈化電源時(shí)，可將圖1等效為如圖4所示的去耦等效電路，使復(fù)雜的問題簡單化。 用網(wǎng)絡(luò)分析法，可得如下方程

而l與l1之間的關(guān)系由式（4）得出。 在負(fù)載為純阻性的情況下，有

將以上關(guān)系式代入式（5）、（6）可以求得，

由上式可知，要使輸出電壓保持穩(wěn)定，在參數(shù)l1、l2、l3、c及負(fù)載r確定的情況下，當(dāng)輸入交流電壓發(fā)生變化時(shí)，則lx（實(shí)際上表現(xiàn)為晶閘管觸發(fā)角θ）亦相應(yīng)要發(fā)生變化。 在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)式（4）和式（7）選擇合適的晶閘管觸發(fā)角θ及參數(shù)l1、l2、l3、c，有助于設(shè)計(jì)出不同功率、不同穩(wěn)壓范圍的交流凈化電源，并使設(shè)計(jì)更加合理，更加穩(wěn)定可靠。 4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 下面來驗(yàn)證式（4）的可行性 現(xiàn)對一實(shí)用的3kva交流凈化電源進(jìn)行分析。該電源的主要參數(shù)為： l1=60mh，l2=193mh，l3=21.4mh，c=20μf，r=16.1ω，uo=220v。 上式中=0(n=0,1,2,…) 根據(jù)式（4）和式（7）可算出，ui與θ之間的理論計(jì)算值如表1中上格所示。 利用同步示波器和調(diào)壓器，實(shí)測出ui與θ之間的數(shù)據(jù)如表1中下格所示。 表1 vi與θ的理論與實(shí)測值