交流净化电源中等效电感的分析

图4交流净化电源去耦等效电路

故式（1）可表示为（2）

上式中

(n=3,5,7,…)n=1时，(3)

在实际设计交流净化电源时，由于对3次和5次谐波都加有滤波电路，而7次以上的谐波分量很小，所以在实际计算中，可以近似地将3次以上的谐波分量略去不计。故可近似认为

uL1≈b1sinβ

又，由于IL1=IL，因此即则(4)

式（4）即为表征等效电感L与晶闸管触发角θ之间关系的近似计算公式。

　　（编者注：此式与本刊总第11期有关文章中的推导结果不完全一致，设定的条件也不相同。）

3等效电感的实际应用

知道了等效电感的近似计算公式，在实际设计交流净化电源时，可将图1等效为如图4所示的去耦等效电路，使复杂的问题简单化。

用网络分析法，可得如下方程(5)(6)其中

　　而L与L1之间的关系由式（4）得出。

　　在负载为纯阻性的情况下，有　　将以上关系式代入式（5）、（6）可以求得，(7)

由上式可知，要使输出电压保持稳定，在参数L1、L2、L3、C及负载R确定的情况下，当输入交流电压发生变化时，则Lx（实际上表现为晶闸管触发角θ）亦相应要发生变化。

在实际设计时，根据式（4）和式（7）选择合适的晶闸管触发角θ及参数L1、L2、L3、C，有助于设计出不同功率、不同稳压范围的交流净化电源，并使设计更加合理，更加稳定可靠。

4实验结果分析

下面来验证式（4）的可行性

现对一实用的3kVA交流净化电源进行分析。该电源的主要参数为：

L1=60mH，L2=193mH，L3=21.4mH，C=20μF，R=16.1Ω，Uo=220V。

根据式（4）和式（7）可算出，Ui与θ之间的理论计算值如表1中上格所示。

利用同步示波器和调压器，实测出Ui与θ之间的数据如表1中下格所示。

表1VI与θ的理论与实测值

VI由表1可知，θ的理论计算值与实测值基本吻合，故等效电感L的计算公式（4）经实验证明是行之有效的。

5结语

运用傅立叶级数，并结合实际情况，推导出了交流净化电源中等效电感L和晶闸管触发角θ之间的关系式，并通过实验进行了验证。利用这个关系式，有助于设计出不同规格的交流净化电源，并使设计更为合理可靠。