[其他]用于產(chǎn)生儲存功率波能量的諧波電感器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86100045
• 申請日: 1986-01-02
• 公開（公告）號: CN86100045A
• 公開（公告）日: 1986-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 愛德華特·柯伯爾
• 申請（專利權(quán)）人: 愛德華特·柯伯爾
• 主分類號: H02M5/06
• 分類號: H02M5/06;H02M5/18;H01F29/00
• 代理公司: 上海專利事務(wù)所
• 代理人: 馮曉明

計算機的復(fù)雜程度和邏輯速度的日益增長已使得這些裝置對于輸電線路（電力線路）的擾動極為敏感。線路電壓的峰值和噪聲所引起的不僅僅是裝置本身的損壞，而且還往往會使數(shù)據(jù)和無法彌補的資料丟失。已作了大量的努力耒研制各種類型的防護措施以便使得計算機的運行免于受到有害的電噪聲的干擾。通常所知的此類裝置是線路調(diào)節(jié)器或濾波器。這些裝置可以被分成為有源電路和無源電路兩種類型。

無源電路實質(zhì)上是濾波器網(wǎng)絡(luò)，它可以包括某種形式的浪涌保護器，但它不具有改變輸入線路電壓正弦波基本形狀的元件。另一方面，帶有有源電路的線路調(diào)節(jié)器則包括某種形式的能在極高或極低的線路輸入條件下將輸出電壓保持在合理的限度內(nèi)的電壓調(diào)整器。線路調(diào)節(jié)器中的有源電路從鐵磁共振裝置到抽頭開關(guān)，多初級開關(guān)，開關(guān)方式合成器和能量分配器等。所有這些器件都是為本技術(shù)領(lǐng)域中的人所熟知的。然而，所有這些器件都利用電路維持或恢復(fù)一種近于理想的正弦波，它們的質(zhì)量不僅僅通過它們的調(diào)整響應(yīng)時間，噪聲抑制，效率耒判定，而且還要通過輸出正弦波的質(zhì)量耒判定，也就是說，要有最小的畸變和諧波含量。

通常假定大多數(shù)電氣設(shè)備都是工作于線路電壓正弦波的，并且假定只有正弦波才能使運行可靠。然而，這種假定有可能是不正確的;而當這種假定真的不正確時，就將使大量的能量以熱的形式浪費在電子設(shè)備中，這樣還會在部件上引起很大的電應(yīng)力，從而使這些部件的壽命縮短。

在電子設(shè)備設(shè)計中采用的慣用方法是根據(jù)公共事業(yè)公司的某些標準提供一種可靠的安全系數(shù)，再另外加上一個安全系數(shù)耒考慮出現(xiàn)在建筑物內(nèi)部布線中的電力損失。典型的輸入電壓設(shè)計參數(shù)是取某個平均值的+/-10%。在美國，通常用115V作為平均值，盡管美國的額定電壓實際上是120V。然而，美國的標準是120v+6%/-14%，這就產(chǎn)生了115V的平均值。

在所有的電子設(shè)備中，特別是在計算機中，實際上是通過電源裝置將所有交流電輸入都轉(zhuǎn)換成直流電的。不論電路怎樣布線，不管是否具有電源變壓器，所有的電源裝置所采用的峰值整流器都僅僅在輸入正弦波處于峰值位置時才通過電流以便將能量充入存儲電容和在每個半周峰值時對這些電容進行重復(fù)充電。當正弦波一經(jīng)過每一個峰值時，整流器的二極管就被加上了反向偏壓直到正弦波達到下一個半周的峰值時才重新導(dǎo)通。在正弦波峰值之間的間隙時間中，電源將直流電能量從存儲電容中取出從而使得這些存儲電容上的直流電壓在放電時間間隔中緩慢下降。存儲電容上的直流電壓波形具有充電和放電周期的特征波形，稱為“脈動”或“紋波”。

在電子設(shè)備中的直流電源設(shè)計得能在最壞的條件下，在每個放電周期的末端使它們的調(diào)節(jié)器電路仍然具有充分的運行安全系數(shù)（順從電壓compliance????Voltage）。這里所說的最壞條件在美國是指輸入線路電壓突然變得很低-103伏。這樣一耒，由于整流器只在正弦波處于峰值期間運行，所以實際設(shè)計的標準不是103????Vrms（均方根值），而是其等效峰值電壓145.6????Vpk（峰值）（103×1.414＝145.6）。

當輸入線路電壓高于這種低限時，它會使得存儲電容器上的直流電壓增加從而使直流電源中的順從電壓隨之增加，如果電源具有通常的線性通過調(diào)節(jié)器（Linear????Pass????r????egulator），這樣就會使過量的電壓被調(diào)節(jié)器吸收，同時這種過量的電力轉(zhuǎn)變成熱（即被浪費）。最壞的能量損失發(fā)生在線路電壓處于127V均方根值極高的時候，也就是電壓為179.5V峰值的時候。179.5伏比最低限度的需要145.6伏高出了33.9V的峰值，以致相當于浪費了23.3%的能量。

人們現(xiàn)在也許會推斷說，因為電子設(shè)備使用了峰值整流器，用方波作為功率輸入將是有利的。因為矩形波的每半周從開始到結(jié)尾都是一平坦的頂部，故矩形波有可能使整流器達到基本上是連續(xù)的導(dǎo)通。這樣就可以將脈動電壓消除，減少電源的順從應(yīng)力，大大改進系統(tǒng)的效率。不幸的是，正如前面所指出的是，最低峰值電壓（平坦的頂部）將必須是140V左右以便提夠足夠的順從電壓使電源正常遠行。因為將不存在充電和放電的脈動，矩形波峰值能夠略低于145.6V的正弦波峰值。然而，矩形波的均方根值等于其峰值，這就是說矩形波的140V峰值也就是140V均方根值。