目前，在电力领域，用电设备与日俱增。但电力输配设施的老化和发展滞后，以及设计不良和供电不足等问题导致末端用户电压的过低，而前端用户则经常电压偏高，进而影响负载的正常工作。不稳定的电压会使设备造成了严重的伤害或误动作，影响生产、品质不稳定等多方面损失。所以使用稳压器，对用电设备特别是对电压要求严格的高新科技和精密设备来说是必不可少的。

  目前市面常用的稳压器设备有补偿式电力稳压器、接触式自耦稳压器、大功率电动柱式调压器等方式，但都会存在响应速度慢（10秒左右），调节有级；无触点稳压器结构较为复杂、成本高、有严重谐波；都存在一定的弊端，已不能够满足市场的需求。

  本发明的目的是提供一种采用igbt斩波的快速无级可调稳压器，以解决上述背景技术中提出的问题。

  一种采用igbt斩波的快速无级可调稳压器，包括隔离变压器t1，电源侧相线次级线圈到负载输出，隔离变压器t1初级线圈与供电测相线通过斩波igbt模块s1串联，斩波igbt模块s1和续流igbt模块s2串联连接，所述斩波igbt模块s1和续流igbt模块s2模块上均并联有无感吸收电容。

  作为本发明进一步的方案：供电侧电源ui通过断路器qf1给控制板、隔离变压器t1和igbt模块供电，igbt模块包括斩波igbt模块s1和续流igbt模块s2，所述igbt模块连接有无感吸收电容vc1、电容vc2、电容vc3和电容vc4，igbt模块单管之间反串联连接。

  作为本发明进一步的方案：所述斩波igbt模块s1包括晶体管igbt1，所述晶体管igbt1的集电极分别连接二极管vd1的负极、电容vc1的左端和电感l1的右端，所述晶体管igbt1的发射极分别连接晶体管igbt2的发射极、二极管vd1的正极、二极管vd2的正极、电容vc1的右端和电容vc2的左端，所述晶体管igbt2的集电极分别连接二极管vd2的负极、电容vc2的右端和电感l2的左端。

  作为本发明再进一步的方案：所述续流igbt模块s2包括晶体管igbt3，所述晶体管igbt3的集电极分别连接二极管vd3的负极、电容vc3的上端和电感l2的左端，所述晶体管igbt3的发射极分别连接晶体管igbt4的发射极、二极管vd3的正极、二极管vd4的正极、电容vc3的下端和电容vc4的上端，所述晶体管igbt4的集电极分别连接二极管vd4的负极、电容vc4的下端和电力电容c2的下端。

  作为本发明再进一步的方案：所述隔离变压器t1的次级绕组上还串接有保护开关k1。

  作为本发明再进一步的方案：所述控制板带有输入电压幅值和相位、输出电压幅值、输出电流、散热器温度、隔离变压器温度测量和保护。驱动散热风机启停，并发出两路带有死区的互补pwm驱动信号。输出电压设定值与反馈至pid运算，通过调整igbt通断占空比快速调整输出电压与设定值实时保持一致，相应速度20毫秒内。

  与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明可依据输出电压反馈值和设定值进行pid运算无级调节目标电压，达到输出电压基本恒定为设定值的目的，响应速度ms级；本发明还具有控制简单、体积小、成本低以及无级调节的特点，同时能适用于各种不同场合的实用性强的稳压装置，具有适用性很强的优点；本装置内置快速傅里叶fft计算电路，控制和显示电路，可多台串联并机扩容等优点。

  图1是根据本发明实施例所述的一种采用igbt斩波的快速无级可调单相稳压器的工作原理图；

  图2是根据本发明实施例所述的一种采用igbt斩波的快速无级可调稳压器的igbt模块s1和s2互补死区pwm输出示意图；

  图3是根据本发明实施例所述的一种采用igbt斩波的快速无级可调三相稳压器的工作原理图；

  图4是根据本发明实施例所述的一种采用igbt斩波的快速无级可调稳压器的控制板实施方案功能框图。

  下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

  请参阅图1-4，实施例1：本发明实施例中，一种采用igbt斩波的快速无级可调稳压器，包括隔离变压器t1，电源侧相线通过隔离变压器次级线圈到负载输出，隔离变压器初级线圈与供电测相线通过斩波igbt模块s1串联，目标设定电压与控制板单片机进行pid运算,斩波控制igbt模块s1和续流igbt模块s2的导通占空比改变初级线圈端电压,进而达到输出电压稳压的目的。续流igbt模块s2与续流igbt模块s2的pwm波形互补加死区，在电路中起到续流回路作用。

  本发明的斩波控制igbt模块s1和续流igbt模块s2，（以下简称s1和s2），s1为主开关，s2为续流开关；s1串联在电路中，起到主电路的开关通断作用；s2并联在主电路中，当s1关断时s2开通起到续流作用，通过变压器和电感原理，改变释加在初级绕组上的电压或电流，从而改变隔离变压器的输出电压。当电网电压低于设定电压是隔离变压器为升压变压器，当电网电压高于设定值时，隔离变压器此时为一个无级可调电感元件，通过电感的感抗和初级补偿电流降低输出电压。

  无级可调稳压器的原理：通过高频快速周期性的控制igbt（绝缘栅双极型晶体管）开通和关断，把连续的正弦输入电源“斩”成离散的片段并滤波后加载于初级绕组上。单相无级可调稳压器的控制电路如图1所示：s1为主电路斩波开关，s2为续流开关，s1、s2的控制信号在开关时序上互补加死区，通过改变igbt导通的占空比来调节输出电压或电流，从而改变初级绕组电压，调节输出电压达到稳定在设定值。

  交流斩波电路是由单片机控制，根据pwm的频率和占空比来对输入电压斩波；交流斩波调容方式是互补连续调节方式，其输入电流，输出电压谐波及其电网的影响比相控方式小的多；开关频率足够高时，只要选择合理的输入、输出滤波器，就可以将输入电压、输出电流中的谐波几乎完全滤除。

  原理：采用4个全控器件igbt与隔离变压器初级绕组串联，经过控制开关状态，使输出电压与占空比成反比，改变占空比就能够更好的降低或升高输出电压幅值，进而达到稳压的目的。

  控制工作原理：如图1原理图所示，在一个周期内s1、s2互补导通，其逻辑脉冲图如图2所示，在在正半周期时，开关s1闭合时，igbt1导通vd2整流同步；s1断开s2接通时，igbt4续流导通vd3整流同步；在负半周期时原理同理。

  三相四线无级可调稳压器器装置主电路图如图3所示：电路里只用到6个单管igbt，使用电力电子器件少。igbt1、igbt2、igbt3的触发信号与igbt4、igbt5、igbt6互补，并设有死区时间；igbt4、igbt5、igbt6所构成的电路起到续流的作用；通过调整每个开关周期t内的开通时间，来分别调节输出电压。

  系统原理图如图4所示：igbt控制的交流稳压器采用的是高速单片机控制，以隔离变压器和交流斩波器为主要电路部分，根据采样用的互补斩控式交流调压工作原理的分析，控制电路采取的单周期闭环控制方式，基本功能是实现输出电压的pwm调节，进行电压、电流采样，过流保护等。滤波电路大多数都用在滤除谐波污染，得到几乎时正弦波的输出电压。

  综上所述，本发明可依据输出电压pid反馈无级调节隔离变压器初级绕组端电压，达到输出电压基本恒定为设定电压的目的，响应速度ms级；本发明还具有控制简单、体积小、重量轻、成本低以及无级调节的特点，同时能适用于各种不同场合的无功补偿装置，具有适用性很强的优点；本装置内置快速傅里叶fft计算电路，控制和显示电路，可多台串联并机扩容等优点。

  实施例2：在实施例1的基础上，s1和s2模块并联有无感吸收电容，能增加电路的稳定性。

  对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

  此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人能理解的其他实施方式。