動態電壓恢復器同步基準正弦電路設計實現

動態電壓恢復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瞬時值波形比較的必要條件。實現比較量和被比較量頻率相同、相位一致的高質量標準正弦電壓電路對于動態電壓恢復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電壓恢復器中的應用有如下特點：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生的影響。
另外，由于市電電壓經過動態電壓恢復器補償后有較高的穩壓精度，50 Hz波形信號的幅值變化在國標“電能質量電壓波動和閃變GB／T 12326-2008”閉的±1％以內，不會對電源的輸出電壓產生影響。只要對標準交流正弦基準電源設計較強的電壓反饋環，以對50 Hz波形信號的幅值變化具有較強的調節能力，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的鎖相過渡過程對瞬時值波形比較法產生的不穩定影響，實現的原理框圖如圖1所示。

2 同步基準正弦電路的設計實現
2．1 模擬、數字部分電路設計
交流50 Hz波形采用降壓變壓器直接從經過補償的負載電壓上獲取，為避免諧波含量的影響，采用無限增益多路反饋電路，在輸出側串入低通有源濾波器。
穩幅驅動電路由波形反饋環和電壓反饋環構成，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移相電路后得到兩路正交的交流電壓，經全波精密整流后，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定。
2．1．1 輸入信號的模擬實現
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，如圖2所示。

2．1．2 低通濾波器設計
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計方法，確定電路參數和形式如圖3所示。

如圖3所示輸入輸出關系式為：

代入數值計算后得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所示輸入輸出關系為：