动态电压恢复器同步基准正弦电路设计实现

动态电压恢复器采用电压瞬时值比较增量检出法检测电压波动和谐波分量时，同步基准正弦电路是实现瞬时值波形比较的必要条件。实现比较量和被比较量频率相同、相位一致的高质量标准正弦电压电路对于动态电压恢复器获得良好的补偿效果具有重要作用。

1 同步基准正弦电路原理框图
同步基准正弦电源在动态电压恢复器中的应用有如下特点：1)作为基准正弦电压信号使用，所需功率很小，只有几瓦；2)负载固定，不存在因负载变化对基准正弦电压产生的影响。
另外，由于市电电压经过动态电压恢复器补偿后有较高的稳压精度，50 Hz波形信号的幅值变化在国标“电能质量电压波动和闪变GB／T 12326-2008”闭的±1％以内，不会对电源的输出电压产生影响。只要对标准交流正弦基准电源设计较强的电压反馈环，以对50 Hz波形信号的幅值变化具有较强的调节能力，就可以直接用市电电压作为50 Hz波形信号。从而消除了采用压控振荡器与市电电压进行同步锁相而引发的锁相过渡过程对瞬时值波形比较法产生的不稳定影响，实现的原理框图如图1所示。

2 同步基准正弦电路的设计实现
2．1 模拟、数字部分电路设计
交流50 Hz波形采用降压变压器直接从经过补偿的负载电压上获取，为避免谐波含量的影响，采用无限增益多路反馈电路，在输出侧串入低通有源滤波器。
稳幅驱动电路由波形反馈环和电压反馈环构成，其中，波形反馈是为了克服整机非线性失真，从输出变压器二次绕组采用波形反馈，使总输出电压波形的谐波失真较低。而电压反馈是基准电路的输出信号经移相电路后得到两路正交的交流电压，经全波精密整流后，合成为纹波较小的反馈电压。当给定的基准电压与该反馈电压比较时，其偏差经积分放大电路放大后，控制可变增益放大器的电压增益，从而保持输出电压稳定。
2．1．1 输入信号的模拟实现
输入变压器变比取为220：8，同步基准正弦电路的输入信号幅值为11 V。假设所含谐波均为三次谐波，则三次谐波含量为4％时的最大幅值为440 mV，模拟输入信号电路采用加法器实现，如图2所示。

2．1．2 低通滤波器设计
二阶低通滤波器采用无限增益多路反馈电路形式的快速设计方法，确定电路参数和形式如图3所示。

如图3所示输入输出关系式为：

代入数值计算后得Uo≈0．91∠120°Ui
可见，输入信号通过低通滤波器后有相移，应加移相电路进行修正。
2．1．3 移相电路
为了修正低通滤波器的相位偏移，加入移相电路如图4所示。

如图4所示输入输出关系为：