电压不稳

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电压不稳范文第1篇

关键字：低压配电线路故障电压偏低

低压配电线路，肩负着配电变压器功力分配任务。但是，随着我国城市工业的发展和人民生活水平的日益提高：如在城区宾馆、家庭小工厂的开启，居民家用电器的添加等，为电力系统保证供电质量带来了很大的困难。特别是在酷暑夏日及严寒冬日时段的用电高峰期，往往容易造成居民用户电压偏低，无法正常用电，给居民用户生活带来了不便，甚至可能造成经济损失。

一、对低压配电线路故障及电压不稳定的原因分析

线路故障的主要原因是部分线路设备老化严重，设备固有的隐患不易消除，在季节发生变化时线路跳闸尤为严重。表现在配网线路各类交跨距离不够，部分线路线路档距过大，大风时易混线造成相间短路故障。另外，树障也是造成线路故障的一个重要因素，再加上配电线路防雷措施不足。线路所处区域空旷易招雷击，而配电线路一般没有避雷线，线路直击雷或感应雷过电压就会在线路设施薄弱之处寻找出路，造成损害，而配电绝缘子打压困难，低值、零值绝缘子长期运行，绝缘子质量不过关或存在隐患运行，在雷击时易引起线路接地或相间短路等。

（一）因线路设备自身缺陷故障（内因）

1．线路设备老化严重，因种种原因发生故障，季节变化时尤为严重。

2．导线断线故障：施工工艺不标准，导线与绝缘子的绑扎处、引流绑扎处扎线脱落，造成引流断或烧断导线。

3．配变台变故障跌落烧毁、配变烧毁、引流断等造成线路故障。

4．变压器避雷器损坏造成线路接地。

5．相间短路故障：线路档距过大，导线弧垂过大，大风时易混线，造成相间短路故障。

6．低值、零值绝缘子造成故障：因配电绝缘子打压困难，低值、零值绝缘子得不到及时更换，运行造成接地。春秋两检时都能发现绝缘子击穿现象。

（二）外力破坏造成线路故障

1．树障：电力线路走廊树障一直是影响海南电网安全运行的主要隐患之一，开展电力线路走廊树障清理，保证电网系统安全稳定运行是提供连续、安全、稳定的电能的一项非常重要的工作。

2．房障、交叉跨越公路危害电网安全，清除步履艰难。一些单位和个人违反电力法律、法规，擅自在电力线路保护区内违章建房、种树、修路、挖堰，严重威胁着供电安全。

3．违章施工作业。表现在一些单位和个人置电力设施安全不顾，在电力设施保护区内盲目施工，有的挖断电缆，有的撞断杆塔，有的高空抛物，有的围塘挖堰，在线下钓鱼等，导致线路蹈间。

4．盗窃、破坏电力设施，危及电网安全。

5．输电线路下焚烧农作物、山林失火及漂浮物（如放风筝、气球、白色垃圾），导致线路跳闸。盗割导线的破坏。

（三）设计、运行管理等环节上存在的问题

1．已改造或未改造的线路未装分段开关或装设的分段开关数量远远不够，线路一发生故障，直接跳变电所开关，跳闸率高，故障点也不容易查找。

2．外线维护单位责任心事业心不强，线路瞬时故障重合成功的外线一般不主动查线，致使故障隐患一直存在，得不到消除。因此配电网运行多少存在拼设备的情况。

二、改善低压配电线路电压不稳定的对策

1、合理的布置配电变压器位置

由于在城市中心大多数是百年老城，给我们架设低压配电线路和安装配电变压器带来了很大的困难，为了满足居民用户电压要求，确保电压稳定，在满足城市规划的前提下，我们尽量将配电变压器布置在负荷中心。当负荷密度高、供电范围大时通过经济技术比较采用两点或多点布置，以满足居民用户用电电压的要求。

2、增加配电变压器的容量

由于受到城市规划的限制，在城市道路的两旁没有增架配电变压器的位置，原来的配电变压器大多数是城网改造安装的（一般是s11-m-315/10及以下），甚至有的更早，然而居民用户用电量日益增加，以前的容量已经不能满足当前用电形式。往往造成居民用户电压低，家用电器不能正常使用。当遇到这种情况时：

1、我们可以将配电变压器由原来的小容量更换成大容量（如s11-m-315/10增加到s11-m-500/10或s11-m-630/10等），来保证居民用户电压质量。

2、增加配电变压器台区，如果在电压低的地区有安装配电变压器的位置，我们可以通过加配电变压器的方法来改善用户电压低困难。

3、合理的分配负载，确保三相负载平衡：

低压配电线路是负责分配电能任务的，如果我们在安装过程中没有注意负载合理分配，会造成负载严重偏相，引起有的用户电压低，有的用户电压高，电压低的负载不能正常工作，电压高的负载而损坏。所以我们在三相四线制中，在分配负载时要合理，尽量保持三相平衡。

4、改善线路末端电压

配电变压器的低压配电线路供电半径一般是100-150米，但是有的居民用户在供电范围之外甚至更远，在低压配电线路的末端，这种情况如果遇到用电高峰期时，往往会使居民用户电压低，给用户带来了生活不便。当遇到这种情况时，我们可以将末端的这些用户甩给相邻附近的配电变压器供电，也可以根据实际情况新增加相当容量的配电变压器，以保证用户的供电质量。

电压不稳范文第2篇

关键词：LDO线性稳压器；LDR；频率补偿；频率稳定

中图分类号：TN432 文献标识码：B 文章编号：1004373X(2008)1515703

Pole Tracking Frequency Compensation for LDO Regulator

WANG Xihu,WU Longsheng,LIU Youbao

(Xi′an Microelectronic Technology Institute,Xi′an,710054,China)

Abstract：A novel frequency compensation technique for low-dropout linear regulator is presented.The proposed technique,called pole tracking compensation,provides fast transient response and does not need on-chip frequency compensation capacitor which helps enable higher integration.Theoretical analysis and simulation results show that the stability of LDO regulator is guarded under full load condition.

Keywords：LDO linear regulator;LDR;frequency compensation;frequency stability

1 引 言

便携电子设备无论是由蓄电池组，还是交流市电经过整流后(或交流适配器)供电，工作过程中，电源电压都存在变化。例如单体锂离子电池充足电时的电压为4.2 V，放电后的电压为2.3 V，变化范围很大。而各种整流器的输出电压不仅受市电电压变化的影响，还受负载变化的影响。因而近年来，低压差线性稳压器(Low Dropout Linear Regulator)以其低成本，高电池利用率，洁净的输出电压等特点，被广泛应用于移动电话、掌上电脑等消费类电子产品，以及便携式医疗设备和测试仪器中。

LDO稳压器的频率补偿设计，不仅直接决定了频率稳定性，而且对LDO稳压器的性能参数，尤其是瞬态响应速度，有很大的影响。此外，随着当前半导体集成电路工艺的发展，越来越多的功能电路能够被集成于单一芯片中，而现有的LDO稳压器频率补偿技术，对芯片上频率补偿电容的需要，大大阻碍了LDO稳压器芯片集成度的提高和与其他功能电路的系统集成。

本文对LDO稳压器的频率稳定问题，和现有的频率补偿设计技术进行了理论分析。在此基础上，提出了一种新型的频率补偿方法，并给出了电路实现途径。通过一个采用TSMC0.18 μm混合信号半导体工艺，最大输出电流为100 mA的LDO稳压器设计，对该方法做出了进一步的说明。最后，结合LDO稳压器的HSpice仿真结果，对本文提出的频率补偿方法的效果进行了讨论。

2 LDO稳压器频率补偿

LDO稳压器的典型结构，如图1所示。图1中，Vref为具有良好温度特性的电压参考信号，Vin为不稳定的输入电压信号，Vo为输出电压信号。LDO稳压器利用由压差放大器、电压缓冲器、电压调整管Mpass和反馈网络构成的负反馈环路，维持Vo稳定。

图1 LDO稳压器典型结构当环路对一定频率的信号的相移达到-180°时，负反馈成为了正反馈，如果环路增益T仍大于单位增益，环路将产生自激振荡，失去稳定Vo的作用，故需要频率补偿设计，来保证在相移达到-180°之前，T已衰减到单位增益以下。在单位环路增益频率fu处，环路相移与180°的和，被称为相位裕度θ。在θ与闭环增益Acl间存在以下关系：

|Acl(fu)|=1β*11+expj(θ-180°)(1)

其中β为反馈系数，1/β为低频闭环增益。

由式(1)可以看到，若相位裕度小于60°，则|Acl|大于1/β，即发生过冲。过冲会导致LDO稳压器的阶跃响应呈现欠阻尼振荡(振铃)。因而相位裕度不仅是考察频率稳定性的重要参数，而且对瞬态响应也有很大影响。

图1中存在两个低频极点，分别为位于电压缓冲器输出端的极点P1，和LDO稳压器输出端的极点P2。P1与P2的值由电压缓冲器的输出等效电阻Ro1，Mpass的栅、源极电容Cgs，LDO稳压器输出端的等效电阻Ro2和外接电容Co决定:P1=-12π*Ro1*Cgs(2)

P2=-12π*Ro2*Co=-12π*(Vo/Io)*Co

=-Io2π*Vo*Co(3) 为保证LDO稳压器的频率稳定性和足够的相位裕度，P1与P2的间距(P1/P2)应足够大。但由式(3)，P2随着LDO稳压器的输出电流的增大，逐渐向高频移动，使P1和P2的间距缩小，造成频率稳定性变差。

传统LDO稳压器的频率补偿方法，如图1所示，利用了输出端电容Co及其等效串联电阻Resr，产生一个左半平面(LHP)零点Z1：Z1=-12π*Resr*Co(4) 若Resr的取值使Z1与P1足够接近，并相互抵消，则在LDO稳压器的通带内只有一个极点P2，环路相移不会超过-180°。但是，Resr会增加Vo在瞬态过程中的变化幅度，降低对Vin中噪声的抑制，且对Resr取值的要求，限制了Co可选择的类型，增大了使用难度和系统成本。此外，Resr的值还受到环境温度、电压和频率的影响，所以频率稳定性不能得到可靠的保障。

由于以上原因，当前的LDO稳压器，多采用内部频率补偿。一类内部频率补偿技术借鉴了传统LDO稳压器的零、极点抵消方法，并利用前馈技术［1］,或芯片内部的RC网络［2］和电压控制电流源［3］，产生所需的零点。但是，要做到芯片内产生的零点与相应极点的完全匹配，是非常困难的。而未能相互抵消的零点和极点，会成为LDO稳压器通带内的零、极点对(doublet)，造成Vo建立时间的增加。另一类广泛使用的内部频率补偿为米勒频率补偿。米勒补偿具有极点分离的特性，即通过跨接在Mpass栅极和漏极的米勒电容Cm，将P1推向低频， P2推向高频。米勒补偿后，P1与P2由式(2)、式(3)变为：P1-12π*gm*Ro1*Ro2*Cm(5)

P2-gm2π*Co(6) 其中，gm为Mpass的跨导。

由式(5)，欲使P1远小于P2，则Cm会很大，电路内部对其充放电的过程造成Vo的压摆时间tsr变长。因Co很大，由式(6)，P2处于低频，限制了增益带宽GBW。米勒补偿对tsr和GBW的影响，直接增大了LDO稳压器的环路延时td(参看式(7))。虽然通过嵌套的米勒频率补偿方法［4］或电容倍增电路［5］，能够减小Cm，但未能根除Cm对LDO稳压器芯片的集成度的影响。tdtsr+1/GBW(7) 针对以上问题，下节将给出一种能够保证LDO稳压器的高速，且无需芯片上频率补偿电容的新型频率补偿方法。

3 极点跟随频率补偿

LDO稳压器空载时，由式(3)，P2为0 Hz(实际上，此时P2=-λ*IDMpass2π*Co，λ和IDMpass为Mpass的沟道调制系数和漏极电流)，P1只需大于0 Hz，P1与P2的间距(P1/ P2)就足以保证频率稳定性。随着输出电流的增大，P2向高频移动，如果P1能够跟随P2的变化，则P1与P2的间距得到维持。极点跟随的频率补偿，即是当输出电流变化时，通过使P1跟随P2的变化，获得频率稳定性的方法。

一种使P1跟随P2变化的电路实现，可利用共集电极和共漏极电压缓冲器的输出电阻，分别与偏置电流和偏置电流的开方成反比的规律，根据输出电流来动态地调整电压缓冲器的偏置电流，使P1也受输出电流控制。

一个采用了极点跟随频率补偿的LDO稳压器，如图2所示。其中，完成频率补偿的动态偏置电压缓冲器，包括了由MOS晶体管MP3，MN4和运算放大器OPA组成的输出电流监测电路，由MN1~MN3和MP1~MP2组成的电流镜电路，以及由电流源IB2，IB3和双极晶体管Q3~Q6组成的电压缓冲器。图2 一个采用极点跟随频率补偿的LDO稳压器 输出电流监测电路中的MP3与LDO稳压器的电压调整管Mpass的源、栅极驱动电压相等，且由于运放OPA输入端“虚短”特性，MP3的漏极(OPA正向输入端)电压等于Mpass的漏极(OPA负向输入端)电压，故有：IDMP3IoIDMP3IDMpass=(W/L)MP3(W/L)Mpass=K1(8) 电流镜电路的输入电流IDMP3与输出电流IDMP1，IDMN1，有以下关系：

IDMP1IDMP3=IDMN1IDMP3=(W/L)MN2(W/L)MN3=(W/L)MN1(W/L)MN3=K2(9)

电压缓冲电路中，Q3~Q4和IB2~IB3为Q5~Q6提供了甲乙类输出控制，Q3~Q6构成了一个跨导线性环(trans-conductance linear loop)，因而有：ICQ3ICQ6=ICQ4ICQ5=AEQ3AEQ6=AEQ4AEQ5=K3(10)其中，AEQ3~AEQ6为Q3~Q6的发射极面积。

又因ICQ3，ICQ4分别为IB2与IDMP1，IB3与IDMN1之和，若IB2=IB3，IDMP1IB2，IDMN1IB3，则由式(8)、式(9)和式(10)，有：ICQ5=ICQ6=K1K2*K3*Io=K*Io(11) 故动态偏置电压缓冲器输出电阻Ro1为：

Ro1=REQ5REQ6=12*VTICQ5=VT2*K*Io(12)

其中VT为热电压。

将式(12)代入式(2)，有：

P1=-12π*Ro1*Cgs=-Io*Kπ*Cgs*VT(13)

对照式(3)与式(13)，可以看到，P1/P2独立于Io，故图2中的LDO稳压器获得了在整个负载变化范围内的频率稳定性。

4 仿真结果与讨论

采用TSMC 0.18 μm混合信号Spice模型，和高精度仿真工具HSpice，对图2中的LDO稳压器进行了设计与仿真验证。在Co=1 μF，Io=100 mA的条件下，环路增益T的幅频与相频响应的仿真结果如图3所示，在单位环增益频率内，幅频特性与单极点系统相同，以-20 dB/dec的速度衰减，相位裕度大于80°。

图3 LDO稳压器环路增益的幅频与相频特性图4为输出电流Io在20 ns内由0跳变为100 mA时，LDO稳压器输出电压Vo的瞬态响应。由图4可以看到，Vo从空载到满载的转换时间约为0.5 μs。如此良好的瞬态响应是由于极点跟随频率补偿具有以下优点：极点P1对P2的跟随，减小了P1的附加相移，增加了相位裕度，则由式(1)，有利于减小过冲导致的输出电压振铃现象；无需引入零点，因而避免了零、极点对造成的输出电压稳定时间的增加；对带宽没有限制，且无需米勒频率补偿电容，则由式(7)，有利于减小环路延时。此外，电压缓冲器中的甲乙类推拉结构和动态电流，对提高响应速度也有很大帮助。

图4 LDO稳压器瞬态响应最后需要说明的是，对输出电压Vo进行的直流扫描结果表明，Vo在整个输出电流范围内的变化较大，约为4%。经分析，主要由以下因素造成：图2中的宽带压差放大器的非对称结构引入了较大的输入失调电压；双极器件的基极电流，以及NPN型器件与PNP型器件参数(放大倍数等)的差异引入的误差。通过改用对称结构的低失调压差放大器，并将双极器件替换为MOS器件，可提高LDO稳压器的精度。但是由于低失调压差放大器引入的低频极点，以及MOS器件的低跨导造成的P1的频率降低，会减小相位裕度，所以应避免在压差放大器中采用电流镜(引入镜极点)或共源共栅(增加节点电阻)等结构，并适当提高电压缓冲器中器件的尺寸和偏置电流。

5 结 语

本文提出的极点跟随的频率补偿方法，提供了LDO稳压器良好的频率稳定性和瞬态响应，且无需芯片上频率补偿电路，因而不仅适用于高负载变化响应速度的单芯片LDO稳压器，在集成电源管理和片上系统(SOC)方面，也有较好的应用前景。

参 考 文 献

［1］Leung K N,Mok P K T,Ki W H.A Novel Frequency Compensation Technique for Low-Voltage Low-Dropout Regulator\.IEEE International Symposium on Circuits and Systems,1999(5):102-105.［2］Ka Chun Kwok,Mok P K T.Pole-Zero Tracking Frequency Compensation for Low Dropout Regulator\.IEEE International Symposium on Circuits and Systems,2002(4):735-738.

［3］Chava C K,Silva-Martinez J.A Robust Frequency Compensation Scheme for LDO Voltage Regulators\.IEEE Transactions on Circuits and Systems Part-I,2004,51:1 041-1 050.

［4］Lau S K,Leung K N,Mok P K T.Analysis of Low-Dropout Regulator Topologies for Low-Voltage Regulator\.IEEE Conference on Electron Devices and Solid-State Circuits\.Hong Kong,2003(3):379-382.

［5］Kok Soon Yeo,Ai min Xu,Joel pensating Capacitive Multiplier,U.S.6,812,778 B1\.2004.

电压不稳范文第3篇

关键词：电力 无功功率 　电压控制

电压是衡量电能质量的一个重要指标。电力系统中各种用电设备只有在电压为额定值时才有最好的技术和经济指标。但是在电力系统的正常运行中，用电负荷和系统运行方式是经常变化的，由此引起电压发生变化，不可避免地出现电压偏移。而电力系统的运行电压水平取决于无功功率的平衡，系统中各种无功电源的无功功率输出应能满足系统负荷和网络损耗在额定电压下对无功功率的需求，否则就会偏离额定值。

电力系统中无功补偿对电力系统的重要性越来越受到重视，合理地投停使用无功补偿设备，对调整电网电压、提高供电质量、抑制谐波干扰、保证电网安全运行都有着十分重要的作用。如果系统无功电源不足，则会使电网处于低电压水平上的无功功率平衡，即靠电压降低、负荷吸收无功功率的减少来弥补无功电源的不足。因此，要维持整个系统的电压水平，就必须有足够的无功电源来满足系统负荷对无功功率的需求和补偿线路和变压器中的无功功率损耗。

一、无功功率就地补偿的概念

（1）无功补偿装置的分布，首先要考虑调压的要求，满足电网电压质量指标。同时，也要避免无功功率在电网内的长距离传输，减少电网的电压损耗和功率损耗。无功功率补偿的原则是做到无功功率分层分区平衡，就是要做到哪里有无功负荷就在那里安装无功补偿装置。

（2）无功功率不足的危害：交流电力系统需要电源供给两部分能量：一部分将用于做功而被消耗掉，这部分称为“有功功率”；另一部分能量是用来建立磁场，用于交换能量使用的，对于外部电路它并没有做功，称为“无功功率”，无功是相对于有功而言，不能说无功是无用之功，没有这部分功率，就不能建立磁场，电动机，变压器等设备就不能运转。其物理意义是：电路中电感元件与电容元件正常工作所需要的功率交换。无功功率不足，无功电源和无功负荷将处于低电压的平衡状态，将给电力系统带来诸如出力不足，电力系统损耗增加，设备损坏等一系列的损害，甚至可能引起电压崩溃事故，造成电网大面积停电。

（3）无功补偿原理：在交流电路中，纯电阻元件中负载电流与电压同相位，纯电感负载中电流之后电压九十度，纯电容负载中电流超前电压九十度，也就是说纯电容中电流和纯电感中的电流相位差为180度，可以互相抵消，即当电源向外供电时，感性负荷向外释放的能量由荣幸负荷储存起来；当感性负载需要能量时，再由荣幸负荷向外释放的能量来提供。能量在两种负荷间相互交换，感性负荷所需要的无功功率就可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿，实现了无功功率就地解决，达到补偿的目的。

二．无功功率的补偿的方式

（1）集中补偿

集中补偿就是把电容器组集中安装在变电所的二次侧的母线上或配电变压器低压母线上，这种补偿方式，安装简便，运行可靠，利用率高，但当电气设备不连续运转或轻负荷时，又无自动控制装置时，会造成过补偿，使运行电压升高，电压质量变坏。季节性用电较强，空载运行较长又无人值守的配电变压器不宜采用。

（2）分散补偿

分散补偿是将电容器组分组安装在车间配电室或变电所个分路的出线上，形成抵押电网内部的多组分散补偿方式，它能与工厂部分负荷的变动同时投切，适合负荷比较分散的补偿场合，这种补偿方式效果较好，且补偿方式灵活，易于控制。

（3）个别补偿

个别补偿是对单台用电设备所需无功就近补偿的方法，把电容器直接接到单台用电设备的同一电气回路，用同一台开关控制，同时投运或断开，俗称随机补偿。这种补偿方法的效果最好，它能实现就地平衡无功电流，又能避免无负荷时的过补偿，是农网中对异步电动机进行补偿的常用方法。

三、无功功率的平衡

在电力系统中，频率与有功功率是一对统一体，当有功负荷与有功电源出力相平衡时，频率就正常，达到额定值50Hz，而当有功负荷大于有功出力时，频率就下降，反之，频率就会上升。电压与无功功率也和频率与有功功率一样，是一对对立的统一体。当无功负荷与无功出力相平衡时，电压就正常，达到额定值，而当无功负荷大于无功出力时，电压就下降，反之，电压就会上升。电压与无功功率之间的关系要比频率与有功功率之间的关系复杂得多。

四、无功功率的产生和吸收

同步发电机可以产生或吸收无功功率，这取决于其励磁情况。当过励时产生无功功率，当欠励时吸收无功功率。

架空线路产生或吸收无功功率取决于负荷电流。当负荷低于自然负荷（波阻抗），线路产生纯无功功率；当高于自然负荷时，线路吸收无功功率。

地下电缆，由于它们对地电容较大，因此具有较高的自然负荷。它们通常工作在低于自然负荷情形下，因此在所有运行条件下总发生无功功率。

变压器不管其负载如何，总是吸收无功功率。空载时，起主要作用的是并联激励电抗；满载时，起主要作用的是串联漏抗。

负荷通常吸收无功功率。由电力系统的供电的典型负荷节点由许多装置所组成。这种组成随日期、随季节和气候的变化而不同。通常负荷节点的负荷特性是吸收无功功率的，复合负荷的有功功率和无功功率都是电压幅值的函数。具有低的滞后功率因数的负荷使传输网络有大的电压降落，因而供电也不经济，对于工业用户，无功功率通常和有功功率一样要计费，这就鼓励企业通过使用并联电容器来提高负荷功率因数。在一个并列运行的电力系统中，任何一点的频率都是一样的，而电压与无功电力却不是这样的。当无功功率平衡时，整个电力系统的电压从整体上看是会正常的，是可以达到额定值的，即便是如此，也是指整体上而已，实际上有些节点处的电压并不一定合格，如果无功不是处于平衡状态时，那么情况就更复杂了，当无功出力大于无功负荷时，电压普遍会高一些，但也会有个别地方可能低一些，反之，也是如此。

五．无功补偿设备的不同

（1）同步调相机

同步调相机实质上是一种不带机械负载的同步电动机，它是最早采用的一种无功补偿设备，在并联电容器得到大量采用后，它退居次要地位。其主要缺点是投资大，运行维护复杂。因此，许多国家不再新增同步调相机作为无功补偿设备。

调相机可以安装强行励磁装置，当电网发生故障时，电压剧烈降低，调相机可以强行励磁，保持电网电压稳定，因而提高了系统运行的稳定性。电容器输出无功功率与运行电压的平方成正比，电压降低，输出的无功将急剧下降，比如，当电压下降10％，变为0.9Ue时，电容器输出的无功功率变为0.81Q，即其输出的无功功率将下降19％，所以，电容器此时不能起到稳定系统电压的作用。

（2）并联电容器

作为无功补偿设备，电容器有以下显著优点：电容器的损耗低，效率高。现代电容器的损耗只有本身容量的0.02％左右。调相机除了本身的损耗外，其附属设备还需用一定的所用电，损耗2％～30％，大大高于电容器；电容器是静止设备，运行维护简单，没有噪音。调相机为旋转电机，运行维护很复杂；并联电容器是电网中用得最多的一种无功功率补偿设备，目前国内外电力系统中90％的无功补偿设备是并联电容器。

(3)并联电抗器

并联电抗器是一种感性无功补偿设备，它可以吸收系统中过剩的无功功率，避免电网运行电压过高。为了防止超高压线路空载或轻负荷运行时，线路的充电功率造成线路电压升高，一般装设并联电抗器吸收线路的充电功率，同时，并联电抗器也用来限制由于突然甩负荷或接地故障引起的过电压从而危及系统的绝缘。

电压不稳范文第4篇

关键词：无触点 补偿式 稳压器

中图分类号：TM44 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）07（b）-0020-02

1 研究背景

随着我国国民经济的飞速发展，社会对电能质量提出了更高的要求。在电网公司进行负荷调度以维持电网稳定的同时，许多用户在负荷端自行配置稳压装置以维持自身电压稳定。其中，交流稳压器已成为许多机电设备不可或缺的供电装置。

现在，市场上的大功率交流稳压器以机械刷式的为主，存在寿命短，维护频繁复杂、易引起电磁干扰、响应速度慢、大电流时易产生火花等缺点。以半导体器件为基础的电力稳压器在响应速度、控制性能、效率、体积、重量等方面显现出优越性。因此，大功率电力稳压器向着采用电力电子技术的方向发展。

2 交流稳压器总体设计

2.1 电压串联补偿原理

由图1可知：Uout=Uin+U，其中Uin 为电网侧输入电压，U为补偿电压，Uout 为稳压器输出电压。当Uin 低于Us 时（为稳压器的设定电压），U为正补偿；当Uin等于Us 时，调压装置不动作，U为0补偿。当Uin 高于Us 时，U为负补偿。

当负荷端电压在稳压器的调节范围内波动时，稳压器就可以通过智能调压补偿装置使电压维持在正常的设定电压。稳压器[1]只需补偿电压偏差电压U，而无需承担负荷的全部电压，从而大大减小了稳压器单位额定容量所需的铁磁材料，也减小了开关器件的实际承载电压，因此，采用电压串联补偿技术研制的稳压器可以做到大容量输出。

2.2 双向晶闸管触发与门极控制方式介绍

稳压器使用的是双向晶闸管，其外形与普通晶闸管类似，但它的内部是由一种5层结构（NPNPN）构成，并引出3个端线。

双向晶闸管只有一个控制极，通过这个它就能正常控制双向晶闸管工作，所以它的触发电路比较简单。这样能给设计和制造带来很多的方便，也能使电路的可靠性得到提升，并且使设备的体积缩小，重量减轻，这是双向晶闸管的一个突出优点。

双向晶闸管有两种常用的控制方式：移相触发和过零触发。后者适用于无触点开关电路及调功电路，是在电压或电流零点附近触发晶闸管通断，在设定的时间间隔内，改变晶闸管导通的周波数来控制电压或功率。该稳压器采用的即是过零触发方式。

如何正确选择及使用晶闸管，最重要的是对其阳极和门级的伏安特性和主要参数进行了解。该文所选择的晶闸管的额定电压约为元件所能承受的最大瞬时电压的2～3倍。此外，选晶闸管额定电流参数的有效值应该大于它在电路中可能出现的最大电流的有效值，且一般选择1.5～2倍的安全裕量。双向晶闸管的伏安特性为正反向对称，其主要参数为断态重复峰值电压UDRM 和额定通态电流IT。双向晶闸管的额定通态电流是有效值，这是因为它的正方向都能触发导通。双向晶闸管额定电流（即均方根值电流）与普通晶闸管额定电流（即平均值电流）之间的换算公式为：

IT（AV）=IT（RMS）=0.45I（RMS）

2.3 主电路拓扑结构分析

稳压器的主电路拓扑结构如图1所示[3]：主电路由带分接头的自耦调压变压器T1 和串联补偿变压器T2 组成。

S0～S6 为通过智能控制系统控制的晶闸管模块。S2～S6 通过改变自耦变压器的变比而控制自耦变压器的二次电压U0， S0～S1 通过改变补偿变压器T2 的一次绕组的接入点而控制补偿电压的正负。与补偿变压器T2一次绕组并联的RC电路是为了抑制在换挡瞬间因补偿变压器 T2 一次绕组暂时开路而引起的冲击电流。由于稳态运行时，RC电路只消耗极小的电流，因此在下面的电路拓扑结构分析过程中忽略不计RC电路的影响。为了便于分析，该文假设补偿变压器T2 的一次侧电压U1的参考正极为右端。则根据主电路的电磁关系可得：

由式（8）得，当K1分别为1、4/3、4/2、4/1、4/0、时，补偿电压U2的值占Uin的比重分别为-8%、-6%、-4%、-2%、0。

若设定的额定输出电压Uout为220 V。当电压为最大正补偿8%时，输入电压Uin最低可以为204 V；当电压为最大负补偿-8%时，输入电压Uin最高可以为239 V。因此，该拓扑结构适用于宽范围、大容量的稳压器。

若输出额定电压Uout为40 V，为了更好的演示实验结果，取K2为6.25。当接通时，补偿电压U2的值占Uin的比重分别为0，4%、8%、12%、16%；当接通时，补偿电压U2的值占Uin的比重分别为-16%、-12%、-8%、-4%、0。因此，交流电压输入范围为34～48 V。

2.4 主电路浪涌电流分析及抑制

浪涌电流指电源接通瞬间，流入电源设备的峰值电流。由于输入滤波电容迅速充电，所以该峰值电流远远大于稳态输入电流。在换挡瞬间，补偿变压器T2 一次绕组暂时开路引起浪涌电流，该电流易导致电路元件损害、设备误动、缩短使用寿命等危害。为此，与补偿变压器T2 一次绕组并联的RC电路是为了抑制浪涌电流的产生，从而保护主电路各设备的正常运行。

参考文献

[1] 李海林，刘小虎.一种无触点补偿式交流稳压器的设计[J].船电技术，2010（4）：34-36.

电压不稳范文第5篇

直流稳压电源包括变压器部分、整流滤波部分、稳压部分，主要技术指标为电压参数（如果可调节，则为电压范围）、纹波系数（纹波电压）、输出电压调整率、额定输出电流。

直流稳压电源是能为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。 直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展，对电子设备的供电电源提出了高的要求。

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