動態(tài)電壓恢復(fù)器同步基準正弦電路設(shè)計實現(xiàn)

動態(tài)電壓恢復(fù)器采用電壓瞬時值比較增量檢出法檢測電壓波動和諧波分量時，同步基準正弦電路是實現(xiàn)瞬時值波形比較的必要條件。實現(xiàn)比較量和被比較量頻率相同、相位一致的高質(zhì)量標準正弦電壓電路對于動態(tài)電壓恢復(fù)器獲得良好的補償效果具有重要作用。

1 同步基準正弦電路原理框圖
同步基準正弦電源在動態(tài)電壓恢復(fù)器中的應(yīng)用有如下特點：1)作為基準正弦電壓信號使用，所需功率很小，只有幾瓦；2)負載固定，不存在因負載變化對基準正弦電壓產(chǎn)生的影響。
另外，由于市電電壓經(jīng)過動態(tài)電壓恢復(fù)器補償后有較高的穩(wěn)壓精度，50 Hz波形信號的幅值變化在國標“電能質(zhì)量電壓波動和閃變GB／T 12326-2008”閉的±1％以內(nèi)，不會對電源的輸出電壓產(chǎn)生影響。只要對標準交流正弦基準電源設(shè)計較強的電壓反饋環(huán)，以對50 Hz波形信號的幅值變化具有較強的調(diào)節(jié)能力，就可以直接用市電電壓作為50 Hz波形信號。從而消除了采用壓控振蕩器與市電電壓進行同步鎖相而引發(fā)的鎖相過渡過程對瞬時值波形比較法產(chǎn)生的不穩(wěn)定影響，實現(xiàn)的原理框圖如圖1所示。

2 同步基準正弦電路的設(shè)計實現(xiàn)
2．1 模擬、數(shù)字部分電路設(shè)計
交流50 Hz波形采用降壓變壓器直接從經(jīng)過補償?shù)呢撦d電壓上獲取，為避免諧波含量的影響，采用無限增益多路反饋電路，在輸出側(cè)串入低通有源濾波器。
穩(wěn)幅驅(qū)動電路由波形反饋環(huán)和電壓反饋環(huán)構(gòu)成，其中，波形反饋是為了克服整機非線性失真，從輸出變壓器二次繞組采用波形反饋，使總輸出電壓波形的諧波失真較低。而電壓反饋是基準電路的輸出信號經(jīng)移相電路后得到兩路正交的交流電壓，經(jīng)全波精密整流后，合成為紋波較小的反饋電壓。當給定的基準電壓與該反饋電壓比較時，其偏差經(jīng)積分放大電路放大后，控制可變增益放大器的電壓增益，從而保持輸出電壓穩(wěn)定。
2．1．1 輸入信號的模擬實現(xiàn)
輸入變壓器變比取為220：8，同步基準正弦電路的輸入信號幅值為11 V。假設(shè)所含諧波均為三次諧波，則三次諧波含量為4％時的最大幅值為440 mV，模擬輸入信號電路采用加法器實現(xiàn)，如圖2所示。

2．1．2 低通濾波器設(shè)計
二階低通濾波器采用無限增益多路反饋電路形式的快速設(shè)計方法，確定電路參數(shù)和形式如圖3所示。

如圖3所示輸入輸出關(guān)系式為：

代入數(shù)值計算后得Uo≈0．91∠120°Ui
可見，輸入信號通過低通濾波器后有相移，應(yīng)加移相電路進行修正。
2．1．3 移相電路
為了修正低通濾波器的相位偏移，加入移相電路如圖4所示。

如圖4所示輸入輸出關(guān)系為：