详述一种更为有效的AC-AC自动电压调节器 (AVR)开发方法（下）

来源:EET发布时间:2021-09-03335浏览

在该文章的第一部分，我们阐述了开发人员如何使用GreenPAKSLG46537VIC等可编程ASIC来开发AVR，并且详细描述整个系统设计和GreenPAK设计。在本文（该文章第二部分）还将展示通过原型获得的实验结果，以验证这种AVR的可行性和可操作性。

实验结果

实验硬件

图6:实验装置

图6显示了设计原型的实验装置。Variac用于控制提供给AVR的输入交流电压。AVR包含一个自耦变压器和一个包含控制电路的PCB。GreenPAK开发板连接到PCB以控制机电继电器。同时用一个示波器来记录输入和输出电压。

图7:PCB电路

图7为安装了机电继电器、BJT和其它辅助组件的PCB电路。

AVR性能数据

●AVR的性能数据总结如下：

●负载范围：450VA-550VA

●输入电压范围：125V-240V

●输出电压：200V-240V

●频率：50Hz-60Hz

●绝缘电阻：>5MΩ

●响应时间：10毫秒-15毫秒

●变压器温升：65°C-70°C（1.2倍满额定负载）

●系统效率：>95%

●环境温度：0℃-40℃

示波器输出

以下图片均为实验中的示波器记录。黄色和蓝色标记分别表示输入和输出电压。

图8:量化实验总结（来源：BarqEE）

图8描述了AVR正常功能实验结果的量化总结。在从低到高的电压范围内扫描输入电压并观察相应的输出电压，可以看到IC成功地驱动继电器改变了自耦变压器抽头，将匝数比从1.63降为1，实现了电压调节。

图9：正常功能

图9显示了AVR的正常功能，它成功确定并选择了匝数比为1.63的抽头。

图10:趋近过压

图11:过压条件

图10描绘了趋近过压条件时的输入和输出电压波形。两者具有相似的波形，因为抽头匝数比均为1。

图11显示了过压情况。可以看出输出电压已骤降，因为AVR已成功将RL4跳闸以进行保护。

图12:趋近欠压

图13:欠压条件

图12描绘了趋近欠压条件时的输入和输出电压波形。在这种情况下，AVR选择了最大匝数比(1.63)抽头。

图13显示了欠压条件的情况。可以观察到输出电压因RL4跳闸保护而下降。

注意，当AVR调节电压时，输入和输出电压都没有频率变化或相移。

结论

AVR在住宅和工业应用中很受欢迎，本文描述了如何使用可编程ASIC（例如GreenPAKSLG46537VIC）作为AVR的控制器。ASIC可以替代目前在这些应用中使用的分立式元件和MCU。本文描述了SLG46537V在推荐的AVR设计中的作用，并详细阐明了GreenPAK的设计。另外，还给出了AVR原型的实验细节，以验证所推荐的设计。

可以看出，该电路具备足够的能力作为控制器，尤其是应用在住宅AVR中。因此，利用低成本IC设计AVR的控制单元同时减少PCB占板空间是可行的。而且，利用其它ASIC可为ASM提供更多状态，我们还可以设计更复杂的控制器。

（参考原文：A more effective approach for developing AC-AC automatic voltage regulators）

责编：Amy Guan

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