CN106160504A - 交流宽电压输入的电力电子交流稳压器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种宽电压输入的电力电子交流稳压器，它包括交流宽电压输入的AC/DC开关电源单元、DC/AC正弦波输出的逆变器单元；当所述交流宽电压输入的AC/DC开关电源输出的直流电压大于DC/AC正弦波逆变器输出的交流电压的峰值时，AC/DC开关电源的直流输出端直接连接于DC/AC正弦波逆变器的输入端；当所述交流宽电压输入的AC/DC开关电源输出的直流电压小于或等于DC/AC正弦波逆变器输出的交流电压的峰值时，AC/DC开关电源输出的直流电压经过DC/DC升压到大于DC/AC逆变器输出的交流电压的峰值，再与DC/AC输入端连接。本发明的交流稳压器稳压范围可达AC85V～AC265V，功率因数接近于1，节约能源；总谐波畸变THD低。本发明可做为电网电压不稳地区用电器的稳压电源和小型发电机输出的稳压器。

Description

交流宽电压输入的电力电子交流稳压器

技术领域

本发明涉及一种稳压器，更具体的说，它涉及一种宽电压输入的交流稳压器，属电力电子技术领域。

背景技术

目前，大部分非洲落后地区以及巴基斯坦等国家普遍存在民用电压不稳定的问题，220伏的电网电压只有160伏有时甚至低至130伏左右。在我国的山区或者偏远的农村也存在电网电压不稳的现象。在电压过低的情况下家用电器不能正常启动，致使家电的故障率偏高，同时也严重影响人们的正常生活。

非洲有的地区电力供应不足，人均每天供电不足6小时，几乎60％的用户都配备了家用发电机，为冰箱、空调、电视机、洗衣机、电饭煲等家用电器提供电源。然而，由于发电机输出电压不稳定严重影响了家电的正常使用，进而使发电机的故障率颇高。

传统的交流稳压器大体上有下面几种：滑动式交流稳压器、磁饱和式交流稳压器、步进式交流稳压器、磁放大器式交流稳压器等。传统的交流稳压器存在以下不足：普遍稳压范围较窄一般稳压范围在20％左右，体积大、笨重等，不能满足上述地区人们对供电的要求。

另外，传统的交流稳压器功率因数较低只有65％左右，浪费能源，而且对电网的污染较大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种宽电压输入的电力电子交流稳压器，它包括交流宽电压输入的AC/DC开关电源单元、DC/AC正弦波输出的逆变器单元；当所述交流宽电压输入的AC/DC开关电源输出的直流电压大于DC/AC正弦波逆变器输出的交流电压的峰值时，AC/DC开关电源的直流输出端直接连接于DC/AC正弦波逆变器的输入端；当所述交流宽电压输入的AC/DC开关电源输出的直流电压小于或等于DC/AC正弦波逆变器输出的交流电压的峰值时，AC/DC开关电源输出的直流电压经过DC/DC升压到大于DC/AC逆变器输出的交流电压的峰值，再与DC/AC输入端连接。

本发明还可以：它包含的AC/DC开关电源单元包括一个功率因数校正电路PFC；它包含的AC/DC变换单元包括功率开关电路和脉冲时间比例控制器；所述的脉冲时间比例控制器为脉宽调制PWM控制器；它包含的DC/AC正弦波逆变器单元包括逆变器主功率开关电路部分和正弦波脉宽调制SPWM控制电路。

本发明是将传统的AC/DC开关电源和DC/AC逆变器进行改进组合形成的新的技术方案，利用AC/DC开关电源输出直流稳压和DC/AC逆变器交流输出稳压的特点以及优选了时间比例控制芯片和功率因数校正控制器芯片，设计既能适应交流宽电压输入又可大幅度提高功率因数的拓扑电路。一般情况下开关电源是将电网交流电压变换为低压直流电，如DC5V、DC12V、DC24V、DC48V等，供直流用电器使用；而逆变器是将直流低电压变换为交流电压供交流用电器使用，例如车载逆变器是将汽车电瓶直流12V变换为交流220V，太阳能硅光电池输出的直流低电压变换为交流220V。

理论上逆变器的输入直流电压值须大于逆变器交流输出电压的峰值，例如逆变器的交流输出电压的有效值为220V时，直流输入电压至少要大于312V。即：

$V_{\mathrm{DCIN}}>V_{\mathrm{ACOUT}}\×\sqrt{2}$

一般需要在重载下稳定运行时，应留有一定的余量，在220V_RMS交流输出时，逆变器功率电源的输入直流电压应在330V～450V之间。

所以逆变器的前级开关电源输出的直流电压应符合这一要求，开关电源输出的直流电压应在DC330V～DC450V之间。

为此，本发明在AC/DC变换器单元设计了功率因数校正电路，采用功率因数校正控制器专用芯片可以满足上述要求，它可以完成升压变换器和校正功率因数所需的全部控制功能，在得到稳定的400V直流电压的同时使功率因数达到0.99以上，甚至接近1；控制精度高，开关噪音低，总谐波畸变THD低。该芯片不仅可以校正功率因数、将直流输出电压升压至400V左右，还可以在很宽的范围内例如当交流输入电压在80V～270V之间变化时保持输出直流电压稳定不变。

这里直流升压电路还可以采用有隔离的高频变压器，也可以采用非隔离的Boost方式或者采用两级变换器串联的复合变换器。

本发明的有益效果是：

1、本发明可在较宽的输入电压范围内工作，例如85V～265VAC范围内正常工作；体积小、重量轻，输出电压也保持恒定；

2、本发明因为有功率因数校正功能，有源功率校正可得到0.99以上甚至接近1的功率因数，提高电能的传输效率，节约能源；

3、总谐波畸变THD低，校正的效果远优于欧洲的EN规范，对电网的干扰极小；

4、减少了供电电压不稳的地区用电器的故障率；

5、如果本发明作为家用发电机的一部分可提高发电机的功能和质量，减少发电机的损坏率；

6、本发明解决了人们一直渴望解决的技术难题，应用了本发明在非常恶劣的供电环境下也能使家用电器正常使用，提高人们的生活质量。

附图说明

图1是本发明AC/DC-DC/AC式宽电压输入的电力电子交流稳压器AC/DC开关电源部分原理框图；

图2是本发明AC/DC-DC/AC式宽电压输入的电力电子交流稳压器DC/AC正弦波输出的逆变器部分原理框图；

图3是本发明AC/DC-DC/DC-DC/AC式宽电压输入的电力电子交流稳压器原理框图。

图中：EA1-电压误差放大器 EA2-电流误差放大器

PWM-脉冲宽度调制器

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例1

实施例1是含有源功率因数校正APFC功能的AC/DC-DC/AC式宽电压输入的电力电子交流稳压器。

请参阅图1，图1是本发明AC/DC-DC/AC式宽电压输入的电力电子交流稳压器AC/DC开关电源部分原理框图；它主要由五部分组成：一是Boost储能电感L1，二是整流器二极管D1，三是功率开关管Q1，四是集成电路控制系统U1，五是整流桥电路。它与传统的开关电源的区别在于：AC/DC整流之后没有接大滤波电容，而将滤波电容移到Boost升压变换器的输出端。该电路拓扑既有传统的开关电源升压作用又有功率因数校正作用。

boost变换器可以将低电压提升为较高的电压。其工作原理是：在输入的正弦半波电压周期T内开关管Q₁导通一段时间T_on，电感L₁储能。当Q₁关断时，L₁两端的电压极性颠倒，L₁同名端的电压V₀上升到高于输入电压V_in。Q₁关断时，在T_on期间存储在L₁的能量通过D₁传送给负载和电容C₀。这种boost变换器的输入-输出电压关系式为

$V_0=\frac{V_{\mathrm{in}}}{1-T_{\mathrm{on}}/T}---(1-1)$

式中：V_in-boost变换器的输入正弦半波电压；

T_on-开关管Q₁导通时间；

T-boost变换器的输入正弦半波的周期。

在V_in的整个正弦半波时段里，Q₁的导通时间用T_on表示，Q₁可根据式(1-1)调整，以产生一个比输入正弦电压幅值稍高的稳定直流电压V₀。在整个正弦电压的半个周期里，导通时间由PWM/PFC控制芯片控制，它检测V₀并利用误差放大器将检测值与内部基准电压比较，通过负反馈来设置T_on，从而使V₀保持设定值不变。

由式(1-1)可见，在正弦半波曲线的较低位置，Q₁的导通时间较长，从而可以将低输入电压提升为比正弦波的幅值高的电压。随着V_in上升达到幅值，PWM/PFC控制芯片将不断自动减少Q₁的导通时间，以使正弦半波上升段的每一时刻的电压都被转换为比正弦波的幅值稍高的相同直流电压。

功率因数校正电路的第二个任务是检测电网输入的电流并使它变为与电网输入电压同相位的正弦波。这也由调整boost变换器的导通时间来实现。导通时间由负反馈环决定，将实际电网电流采样并与基准正弦波电流比较，这两个正弦波的差值是误差电压，由误差电压来调节导通时间使两个正弦波具有相同的幅值。

要求最终控制boost调整器导通时间的电压是直流输出电压的误差电压和电网输入电流的误差电压的合成电压。这种合成由乘法器实现，其输出与输出电压的误差电压和输入电流的误差电压的乘积成正比。

本发明的功率因数校正电路的首要任务是利用boost变换器将沿正弦半波曲线上升和下降的不同输入电压转换成稳定的比输入正弦电压幅值稍高的直流输出电压。这可以通过利用连续导电工作模式下的boost变换器来实现。

所有上面要求的功能现在都可以由一个集成电路芯片来完成。这种芯片的主要功能是电压和电流的采样和误差信号的放大、误差信号的合成，以及产生boost晶体管的脉宽调制控制信号。该控制芯片有两个反馈环，一个是强迫电网输入电流为正弦波的高带宽内部环EA2，另一个是保持输出电压恒定的低带宽外环EA1。电压误差放大器EA1除了可以保持直流输出电压恒定外，还可以通过在电网的三次谐波或更高谐波频率处设置较低的带宽和增益来减少电网电流的谐波畸变。

连续工作模式下boost变换器对输入网压变化的调整：

在功率因数校正电路中，boost变换器的输入电压为正弦半波，先了解连续工作模式下boost变换器是怎样适应电网电压变化的。

请参阅图1，当Vin改变时可对应式(1-1)改变Ton来调整输出电压，这可以通过脉宽调制PWM来实现。如果V_in在某一时刻降低，则V₀及EA1的输入端电压也降低，EA1的输出A点电平上升，乘/除法器的输出电压与A点的电压成比例，所以U1的5脚的电压上升，由此，EA2的输出端U1的3脚的电压也上升，因此，在脉宽调制PWM比较器里，三角波与较高电压相交的越晚，每个开关周期的导通时间Ton就越长，对应于式(1-1)V₀将增加，PWM输出的高电平经图腾柱驱动器触发Q1的导通的时间就越长，V₀将上升回原来的值。

反之，如果Vin上升，则V₀上升，但EA1的输出A点电平下降，U1的5脚的电压下降，EA2的输出端U1的3脚的电压也下降，因此，在脉宽调制PWM比较器里，三角波与较低电压相交的越早，Ton减小，图腾柱驱动器触发Q1的导通的时间就越短，V₀将降回原来的值。

因此，给一台开关电源增加功率因数校正环节只需去掉常用滤波电容C₀，增加一个PFC芯片、一个电感、boost晶体管、电流检测电阻和输出电容C₀，再大约加上6个电阻和电容就可以了。

功率因数校正的作用就是要消除电网电流尖峰，使输入电流成为正弦形状并且和输入电压同相位，正弦化就是要使其谐波为零，而且要输出一个比输入正弦波的电压峰值高的稳定的直流电压。功率因数校正电路是去掉桥式整流器后接的大滤波电容从而保证整流器输出电压按正弦半波曲线上升和下降，接着功率因数校正电路将正弦半波输入电压转换成恒定的直流输出电压，并通过监控电网输出电流使其成为正弦波并与瞬时电网电压成比例。这可以用脉宽调制的Boost变换器来实现。在整个正弦半波时间里，变换器的导通时间由PWM控制芯片来控制，使输入电流变为正弦波，得到输出电压比输入的正弦电压幅值高的稳定的直流电压。

在传统没有功率因数校正的开关电源的整流器中，交流输入电压经整流后，紧跟着大电容滤波，由于电容的充放电使输入电流呈窄脉冲波形。这种电流谐波分量很大，造成功率因数下降。低功率因数开关电源的使用严重污染了电网，干扰了其它设备，增大了前级设备如变压器、电缆传输、柴油发电机等的功率容量，使供电系统容量至少要增大30％以上，用户增加了投资并且浪费了能源。

由整流二极管和滤波电容组成的整流滤波电路对电网的谐波污染十分严重，主要存在如下的问题：

1.启动时产生很大的冲击电流，约为正常工作电流的十几倍至数十倍；

2.正常工作时，由于整流二极管导通角很小，形成一个幅度很高的窄脉冲，电流波峰因数CF高、电流总谐波畸变率THD通常超过100％，同时引起电网电压波形的畸变；

3.功率因数PF低，一般约为0.5～0.6左右。

综上所述，为了减少AC/DC变流电路输入端谐波电流造成的噪声和对电网产生的谐波“污染”，以保证电网供电质量，提高电网的可靠性；同时也为了提高输入端功率因数，以达到节能的效果，必须限制AC/DC电路的输入端谐波电流分量。由此可知提高功率因数在AC/DC开关电源应用中具有重大的意义。

开关电源中以Boost变换器升压型高频有源PFC的主要优点是：第一，能有效地抑制输入电源电流的谐波失真，完全可以达到甚至低于谐波电流畸变指标要求；第二，能将系统功率因数提高到几乎等于1的水平，完全能够满足世界各国对功率因数和总谐波含量的技术标准要求；第三，输出低纹波含量的直流电压，能确保开关电源的电流波峰系数低于1.5；第四，当输入交流电压在较大的范围内波动时，实现电压宽带输入AC85～AC265V，而输出电压可得到稳定的直流电压；第五，消除了浪涌电压及尖峰电压对电路元件的冲击，提高了开关电源的可靠性和安全性，延长了开关电源的使用寿命。

本实施例采用可以实现功率因数校正和AC/DC升压功能的集成电路芯片。该芯片是一种有源功率因数校正专用控制电路，它可以完成升压变换器和校正功率因数所需的全部控制功能，使功率因数达到0.99以上，输入电流波形失真小于5％，采用平均电流型控制，控制精度高，开关噪音较低。该芯片不仅可以校正功率因数，而且还可以保持当交流输入电压在AC85V～AC265V之间变化时输出的直流400V电压稳定不变。

本实施例宽电压输入的电力电子交流稳压器的主要技术指标如下：

1、交流输入电压：85V_RMS～265V_RMS；

2、输出电压：交流220V_RMS；

3、输出波形：纯正弦波；

4、输出频率：50Hz；

5、功率因数：＞0.98。

本实施例的AC/DC变换器单元的主要功能：

1、实现电网输入电流的正弦化，正弦化就是要使其谐波为零，电压与电流波形同相位，就实现了功率因数接近1的重要指标；

2、输出直流电压为400V，并保持输出直流电压恒定；为下一级DC/AC逆变器功率单元提供可靠的直流工作电压；

3、高频有源PFC：是基于Boost变换器的APFC电路。

高频有源功率因数校正技术是抑制电网交流输入谐波电流污染的最佳方法。它是通过相应的反馈控制电路，使输入电流平均值能自动跟随全波整流电压基准，并维持直流输出电压稳定。APFC电路使变换器的输入电流与输入电压波形均为正弦波形，并把两者校正成相位相同，它的作用可看成把变换器电路作为一个纯电阻器，故也称之为“电阻仿真器”。

Boost升压型功率因数校正器的控制电路几乎与主功率级电路的功率无关，一个5000W的功率因数校正器，其控制器将会与50W的功率因数校正器的控制电路几乎一样。虽然功率级电路有所差异，但所有功率因数校正器的电路设计过程是相同的。

由于Boost升压变换器具有电感电流连续、储能电感又是滤波器，可抑制电磁干扰EMI和射频干扰RFI，电流波形失真小、输出功率大、共源极可简化驱动电路等优点，因此Boost变换器常用作功率因数校正PFC的主电路拓扑。

第二部分DC/AC逆变器部分。

请参阅图2，

逆变器部分包括：DC/AC逆变功率主电路201、功率开关管驱动电路203、功率开关管驱动电路204、纯正弦波逆变发生器SPWM202、交流电压输出电路207、电压反馈电路206、电流检测电路208和温度检测电路205等。

1、本发明选用的纯正弦波逆变发生器SPWM 202是一款数字化的、功能很完善的自带死区控制的纯正弦波逆变发生器芯片，能实现高精度、失真和谐波都很小的纯正弦波50Hz或60Hz逆变器专用芯片。该芯片内部集成SPWM正弦发生器、死区时间控制电路、幅度因子乘法器、软启动电路、保护电路模块等功能。

2、反馈电路与保护电路

(1)、输出电压反馈

①、稳定输出电压

纯正弦波逆变发生器SPWM 202芯片采用了峰值点采样输出电压，具有稳压精度高、电压调整速度快，当某种原因导致输出电压发生偏离，如负载变化或输入电压波动等因素，能在1～3个交流电周期内调整到期望的输出电压。

电压反馈电路206测得的交流电压输出电路207的峰值电压与纯正弦波逆变发生器SPWM202芯片内部基准正弦波峰值电压进行误差计算，对输出电压值作出相应调整，当输出电压升高时，芯片引脚电压也随之升高，经内部电路误差值计算后调整幅度因子乘法器系数，实现降低输出电压达到稳压过程，反之，当输出电压降低时，该引脚的电压也降低时，芯片内部电路误差值计算后调整幅度因子乘法器系数，实现升高输出电压，达到稳定输出电压的目的。

②、过低和过高电压保护

为防止过低或过高的输出电压供应到负载，纯正弦波逆变发生器SPWM202芯片内部设定了过压和欠压保护功能，当发生过压或欠压时，关闭所有DC/AC逆变功率主电路201功率MOSFET管使输出电压到低电平，一旦进入过压和欠压保护后，经过连续检测次数累计5次后仍未正常运行，控制芯片将彻底关断DC/AC逆变功率主电路201的输出，需要系统重新上电后释放。

(2)、输出电流反馈

电流检测电路208测量逆变器输出负载电流，主要用于过流保护检测。当某种原因导致负载电流偏高超出逆变器的负载电流，控制芯片关闭所有功率MOSFET使输出电压到低电平，该功能是主要保护DC/AC逆变功率主电路201功率MOSFET管和负载，一旦进入过流保护后，连续检测次数累计5次后仍存在未正常运行，控制芯片将彻底关断DC/AC逆变功率主电路201的输出，需要系统重新上电后释放。

(3)、温度检测反馈

纯正弦波逆变发生器SPWM202芯片的引脚T_FB是测量逆变器的工作温度，主要用于过温保护和工作温度显示。当温度检测电路205检测到的温度大于45C时开启风扇，小于40℃时关闭风扇。

3、死区时间设置

死区时间控制是功率MOS管的重要参数之一，如果无死区时间或死区时间太小会导致上下功率MOS管同时导通而烧毁MOS管，如果死区太大会导致波形失真及功率管发热严重，该控制芯片可设置4种控制死区时间，分别为300nS、500nS、1μS和1.5μS。

4、功率管的驱动电路单元

本实施例的功率开关管驱动电路203、功率开关管驱动电路204是一种双通道高压、高速电压型功率开关器件栅极驱动器，具有自举悬浮驱动电源，驱动电路十分简单，只用一个电源可同时驱动上下桥臂。具有较强的抗干扰技术。

该驱动器包括：逻辑输入、电平转换、保护、上桥臂侧输出和下桥臂侧输出。逻辑输入端采用施密特触发电路，提高抗干扰能力。输入逻辑电路与TTL/COMS电平兼容，其输入引脚阈值为电源电压V_dd的10％，各通道相对独立。输出端设有对功率电源的欠压保护。

驱动器具有很多优点：自举悬浮驱动电源可同时驱动同一桥臂的上、下两个开关器件，驱动500V主电路系统，工作频率高，可以达到500kHz；具有电源欠压保护；输出用图腾柱结构，驱动峰值电流为2A；两通道设有低压延时封锁(50nS)。芯片还有一个封锁两路输出的保护端SD，当保护端SD输入高电平时，两路输出均被封锁。

本发明电路拓扑设置了双重稳压电路，AC/DC开关电源直流升压部分稳定直流高压，在DC/AC逆变器部分稳定交流输出电压。因为电网的交流电压波动的范围较大AC/DC开关电源稳压后可保证逆变器输入直流功率电压在其所要求的范围，否则输入电压太低会影响逆变器的交流输出电压，AC/DC输出的直流电压过高会损坏逆变器的功率开关管。DC/AC逆变器稳定交流输出电压。通过两级稳压保证了输出交流电压的稳定及整机工作的稳定性。

实施例2

请参阅图3，图3是本发明AC/DC-DC/DC-DC/AC式宽电压输入的电力电子交流稳压器原理框图。

本实施例宽电压输入的电力电子交流稳压器的主要技术指标如下：

1、交流输入电压：85V_RMS～265V_RMS；

2、输出电压：交流220V_RMS；

3、输出波形：纯正弦波；

4、输出频率：50Hz；

5、功率因数：＞0.95。

本发明实施例2电路重点包括三个部分：一是开关电源部分即AC/DC变换器部分，二是DC/DC变换器部分，三是DC/AC逆变器部分。第一部分AC/DC变换器部分的作用是将85V～265V波动范围极大的交流电压变换为一个稳定的直流电压。第二部分DC/DC变换器部分是直流升压，提供符合下一级DC/AC逆变器需要的稳定的直流电压。第三部分是DC/AC逆变器，该部分主控制芯片为纯正弦波逆变发生器SPWM芯片，将400V直流电压逆变生成纯正弦波220V_RMS交流电压。本实施例DC/DC变换器部分应用的是PWM脉宽调制技术，通过调整脉冲的宽度稳定输出直流电压。这部分的重点为功率开关管电路和PWM控制电路。

本发明实施例AC/DC变换单元选用的控制芯片为高度集成的特别为由升压PFC和PWM组成的电源设计，仅需要极少的外部元件便可实现各种保护/补偿，同时适应宽电压交流输入。

请参阅图3，图3中交流宽电压由宽电压输入单元301输入，在AC/DC与PFC变换单元302整流、功率因数校正和AC/DC变换为直流电压；AC/DC变换器的直流输出电压不足300V，所以该直流电压经DC/DC变换单元303升压，再经过整流滤波直流输出单元304输出稳恒的直流400V电压；PFC与PWM控制电路305为AC/DC与PFC单元302和DC/DC变换单元303提供所需功能的控制信号使其正常工作；检测电路307将检测到的输出直流电压信号经过光耦306输送到PFC与PWM控制电路305，控制输出电压稳定和过电压与欠电压保护；保护电路309将检测到的过流信号和过温信号经光耦308输送到PFC与PWM控制电路，避免直流输出电路过载、超温损坏电路。

本实施例的DC/AC变换电路采用正弦波脉宽调制SPWM技术。

图3中，SPWM控制电路3012的主控芯片为纯正弦波逆变发生器芯片，能实现高精度、失真和谐波都很小的纯正弦波50Hz逆变器专用芯片。该芯片采用CMOS工艺，内部集成SPWM纯正弦发生器、死区时间控制电路、幅度因子乘法器、软启动电路、保护电路等。

纯正弦波逆变发生器芯片内的SPWM发生器发生的正弦波脉宽调制信号经过驱动电路3011驱动DC/AC逆变功率主电路3010的功率管，由220V/50Hz正弦交流输出电路3013输出纯正弦波交流电压。

电压反馈电路3014检测输出电压输入到SPWM控制电路3012稳定输出电压和进行过压和欠电压保护；电流、温度检测电路3015将检测到的功率管的工作电流和温度输入SPWM控制电路3012进行过流和超温保护。

峰值检波是传统的电源发生严重电流谐波污染的致命病根：电网输入整流器的导通时间只出现在输入电压幅度高于电容器充电电压值的一个较窄区间里。使交流电网一侧的功率因数PF值下降到0.5～0.6左右。谐波电流干扰已成为强噪声发射源，危害了电网的正常工作，使220V交流电网输送线路上损耗剧增，浪费了大量的电能。交流电网输入电流波形发生的畸变。谐波电流污染的两大危害可概括为：(1)、对稳压电源本身增大输入损耗，降低整机效率，无功损耗过大；(2)、对电网邻近用户尖刺噪声干扰，可能使电脑失控，配电盘过电流过热，温升过高而起火，危及电网的安全运行。本发明的功率因数校正APFC是医治谐波污染的根本办法。

本发明宽电压输入的电力电子交流稳压器解决了一些经济欠发达的地区电网电压极度不稳和家用发电机输出电压波动致使用电器不能正常使用的现实问题，这些地区的人们一直渴望得到一个稳定电压的用电器供电电源，但始终未能解决。

尼日利亚、巴基斯坦等国家普遍存在的民用电压不稳定问题，冰箱压缩机在低电压工况下存在不启动的隐患。当前正在寻求解决技术方案。

目前，国内某大型家电企业正在征集“家电用特种发电机”的技术需求。

该企业的技术需求描述：“目前，大部分非洲落后地区，电力供应人均每天不足6小时，几乎60％的消费者都独自配备了家用发电机，用汽油，柴油，煤油等作为动力来源，为冰箱、冷柜、空调、洗衣机等家电提供电源。然而发电机因其自身的弊端：电压/功率输出不稳定等，以及家电自身的特点，严重影响了家电的使用和家电的产品质量，如压降导致的压缩机长期低压工作，进而使得故障率颇高。为了更好的开展家电业务，为家电做配套服务和拓展，现在想寻找一个发电机的解决方案，如特殊设计的发电机，如可以补偿压降的发电机等等可行的方案，我们可以将发电机作为高档家电促销品或者单独销售。现在，我们的发电机业务年销售量在15万台，还保持着每年20％的增长速度，市场前景广阔。如果有更好的发电机解决方案，相信会带来更加完美的家电体验。”

如将本发明“宽电压输入的电力电子交流稳压器”连接于电网与用电器之间就可以解决电网电压不稳的问题，使用电器得到符合其要求的电源电压。或者将本发明“宽电压输入的电力电子交流稳压器”作为家用电器的一部分设置在家电的电源入口，可在各种供电电压下正常使用，例如交流85V～265V的供电工况下正常使用。

还可以与发电机配套组成一台可以补偿压降的发电机，发电机整机的输出电压稳定在所要求的电压值，如交流220V。

本发明是一项组合发明，该组合发明构成一项新的技术方案，与传统的交流稳压器相比节约了能源，拓宽了稳压范围。解决了现有电网电压不稳客观存在的技术问题。组合的各技术特征在功能上彼此支持，并取得了新的技术效果，该组合具有突出的实质性特点和显著的进步。

本发明解决了人们一直渴望解决但始终未能获得成功的技术难题，应用了本发明“宽电压输入的电力电子交流稳压器”，在非常恶劣的供电环境下也能使用电器正常使用起来。因此，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。

Claims (5)

1.一种宽电压输入的电力电子交流稳压器，其特征在于，它包括交流宽电压输入的AC/DC开关电源单元、DC/AC正弦波输出的逆变器单元；当所述交流宽电压输入的AC/DC开关电源输出的直流电压大于DC/AC正弦波逆变器输出的交流电压的峰值时，AC/DC开关电源的直流输出端直接连接于DC/AC正弦波逆变器的输入端；当所述交流宽电压输入的AC/DC开关电源输出的直流电压小于或等于DC/AC正弦波逆变器输出的交流电压的峰值时，AC/DC开关电源输出的直流电压经过DC/DC升压到大于DC/AC逆变器输出的交流电压的峰值，再与DC/AC输入端连接。

2.根据权利要求1所述的宽电压输入的电力电子交流稳压器，其特征在于，它包含的AC/DC开关电源单元包括一个功率因数校正电路PFC。

3.根据权利要求1所述的宽电压输入的电力电子交流稳压器，其特征在于，它包含的AC/DC变换单元包括功率开关电路和脉冲时间比例控制器。

4.根据权利要求3所述的宽电压输入的电力电子交流稳压器，其特征在于，所述的脉冲时间比例控制器为脉宽调制PWM控制器。

5.根据权利要求1所述的宽电压输入的电力电子交流稳压器，其特征在于，它包含的DC/AC正弦波逆变器单元包括逆变器主功率开关电路部分和正弦波脉宽调制SPWM控制电路。