术语和定义

参考文献

对于相关的文件和软件，请访问：

https://www.dialog-semicondoduments.c雷电竞官网登录om/products/greenpak.

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本文最初发布嵌入式．

介绍

自动电压调节器（AVRS）用于通过补偿进入电压中的任何波动来调节提供的电压电平。AVRS也是俗称电压稳定器，并在许多工业和住宅应用中具有应用。雷竞技安卓下载例如，AVRS用于发电机组，在船上，在应急电源和石油钻机上，以稳定电力需求波动期间的电压电平。

对于电力公用事业公司来说，配电网络中的电压调节是确定为最终消费者提供的电力质量的关键责任。为此，公用事业公司必须确保适当的短期和长期规划，维护电力设备，以及在配送线上的调节器部署。然而，这可能是一个具有挑战性的任务，特别是在世界的某些地区。在包括巴基斯坦，印度和孟加拉国在内的许多南亚国家，由于电力盗窃和发电问题，配电系统是脆弱的，这可能导致负荷脱落和其他中断的时期。因此，最终用户可以面对电力线电压波动的问题。因此，为了确保空调，冰箱和电视等昂贵设备的安全性和适当的功能，使用小便携式AVRS非常受欢迎。AVRS易于使用通常在预定义的电压电平范围内操作的设备（例如，150-240 V或90-280 V）。

在功能上，AVR通常使用螺纹自耦变压器来维持可接受范围内的AC输出。反馈机构用于通过切换适当的继电器来控制抽头的位置以调节输出电压。这通常由两个单元组成：传感单元和调节单元。感测单元的作业是确定稳定器的输入和输出电压电平，而调节单元将输出电压保持在可接受的预定限制中。

传统上，运算放大器IC与模拟比较器一起使用，用于基于中继的AVR设计。最近，使用8位微控制器（MCU）在数字控制的商业上可用的AVR中显着增加。但是，可以使用从对话半导体的低成本GreenPak可配置混合信号集成电路（CMIC）来实现类似的功能和特征。雷竞技电竞平台在降低成本和空间要求方面，这种替换可能是有利的，并且无需明确地编程MCU。

在此应用笔记中，我们解释了对话框CMIC SLG46537V如何用于开发AVR。将彻底描述整体系统设计和GPAK设计。为了验证该AVR的可行性和可操作性，我们还介绍了从原型获得的实验结果。

系统设计

框图

所提出的AVR设计的功能框图显示在图1．这个系统本质上是基于反馈机制的。AVR输出的交流电压被调节到SLG46537V CMIC的直流功能极限。根据检测到的电压，CMIC驱动合适的继电器选择自耦变压器上合适的抽头绕组。

规格

AVR的规格取决于特定应用程序。在此应用笔记中，我们的AVR具有以下规格：

• 输入电压范围为125 V至240 V.
• 输出电压在200 V和240 V之间调节。
• 提供欠压和过电压保护功能。当AVR输出电压低于180 V（欠压）或高于255 V（过电压）时，输出电源断开连接。
• 在AVR设计中使用了四种机电继电器。
• 自耦变压器用于电压升压，其具有0V中性连接，并在135 V，174 V，196 V和220 V中进行四个附加抽头。
• 输出波形和频率从输入中不变。
• AVR（控制器）设计廉价。
• LED指示灯用于发信号正常，过压或欠压条件。

请注意，这些规范是任意的。根据实际应用，可以在CMIC的配置中轻松调整给定的规范。

功能设计

图2显示使用SLG46537V CMIC的AVR所提出的功能设计。

电源调理

功率调节块为GreenPak Cmic提供为GreenPak CMIC供电。它将Live AC作为输入，将其降低到12 V，使用合适的电压调节器IC进一步转换为5 VDC。

交流电压感应

对于电压感测，输出交流电压（live_out.）通过二极管和电阻分压器网络逐步下降并纠正以获得低压DC电平。随后，输出滤波器（电解电容器）用于最小化纹波并获得恒定的平滑直流电压。旁路电容器也用于滤除瞬态。因此，过滤的直流电压（vsense.）是获得的。为了确保DC电压电平与CMIC兼容，使用（约）0.01的降压因子（即200VAC⇔2VDC）。

格林帕克

使用vsense.并基于GreenPak逻辑（第5节），CMIC驱动所需的继电器（通过BJT）进行致动。来自CMIC的数字输出也用于切换LED指示器，以通知用户AVR的正常和过压/欠压条件。已经提供了CMIC的示意图，示出了IO连接，以供参考。

诉讼

采用三个机电继电器（RL1，RL2和RL3）来切换输入交流电压（住在）Autotransformer的135 V，174 V，196 V和220 V Taps之间的连接。第四机电继电器（RL4）用于在欠压或过电压条件下断开AVR输出，从而防止在AVR输出处对所连接的负载造成任何损坏。

GreenPak逻辑

图3.显示GreenPak设计的原理图。vsense.使用PIN 6供给不同的比较器6.模拟比较器ACMP0和ACMP1用于AVR的正常工作范围内的调节，而ACMP2和ACMP3用于过电压和欠压检测。由于比较器的最大内部参考数是不大于1.2 V，因此使用0.33的增益来确保可以比较输出电压并在不同的范围内进行分类。比较器的参考设置为满足第4.2节中概述的规格。采用异步状态机（ASM）块来设置用于电压调节的有限状态机。

图4.描绘了使用的五个状态。在每个状态继电器中，使用ASM输出OUT3，OUT2和OUT1分别致动3,2和3。这使得能够选择相关的自耦变形器抽头，从而实现自动反转形式转弯比。从状态0转移到4导致自耦变压器转弯比的逐步减小。表格1示出了每个状态对转弯比的对应关系。

状态	0.	1	2	3.	4.
在转率	220/135≈1.63	196/135≈1.45	220/174≈1.26	196/174≈113	220/220 = 1

使用状态转换实现电压调节，该状态转换发生live_out.大于ACMP1设置的上限值(≈240 VAC)或小于ACMP0设置的下限值(≈200 VAC)。如果任何状态不能产生所需的稳压输出电压电平(200v <live_out.<240 V），发生状态变化（自动转移器变化比率）。特别是，如果live_out.大于上限，发生到更高状态的过渡。转换到更高状态（降低自耦变压器转向比）继续直到实现所需的电压电平。同样，对于live_out.小于下限，发生到较低状态的过渡。

确保机电继电器功能适当地，通过使用来控制突然的状态转换延迟ASM块的反馈。为此，ASM块OUT3，OUT4，OUT5，OUT6和OUT7的输出分别馈送到延迟块DLY2，DLY3，DLY4，DLY5和DLY6。图5描绘了ASM的RAM块的配置，其中示出了每个二进制输出OUT7的状态。

状态保留为预定义的定期时间tP.（≈0.5秒）设置在延迟中。州转换仅在live_out.保持在至少t的所需范围内P.．延迟的输出将馈回不同的LUT（和块）以及ACMP0和ACMP1的输出，如图4所示。这确保了状态转换仅发生一次P.过去了live_out.超出所需的范围。特定状态转换取决于ACMP0和ACMP1的输出。例如，如果状态1被保留为tP.，不可转换为0和状态2.如果已达到所需的电压电平，则保持状态1。否则，转换到状态0和状态2，取决于是否live_out.大于上限或小于下限。

建议的GreenPak设计的另一个重要特点是过电压和欠压条件的保护。比较器ACMP2和ACMP3分别用于过电压和欠压条件。ACMP2的输出和ACMP3的反相输出通过延迟块DLY0和DLY1，以确保未对任何瞬变检测到过压和欠压条件。随后，DLY0和DLY1的输出被馈送到LUT块，该LUT块决定是否是正常，过电压或欠压条件。在正常情况下，RLY4保持通电，AVR调节电压。否则，不可能和Rly4旅行。对于用户而言，还提供了正常，过压和欠压条件的迹象。

实验结果

实验硬件

图6.显示了原型的实验设置。Variac用于控制提供给AVR的输入交流电压。AVR包含自耦变压器和包含控制电路的PCB。GreenPak开发板连接到PCB以控制机电继电器。示波器用于记录输入和输出电压。

图7.示出了安装机电继电器，BJT和其他辅助部件的PCB电路。

示波器结果

下图显示了实验的示波器日志。黄色和蓝色标记分别显示输入和输出电压。

图8.描绘了AVR正常功能的实验结果的定量概述。输入电压在电压范围（低至高）中扫描，并且观察到相应的输出电压。CMIC成功地驱动继电器以改变自耦变压器抽头，从而从1.63到1的匝数比用于电压调节。

图9.显示AVR的正常功能，成功确定并选择了1.63的匝数比的抽头。

图10.当过电压条件接近时，描绘输入和输出电压波形。两者都具有类似的波形，因为匝数比的抽头是1。

图11.显示过电压条件的情况。可以看出，随着AVR成功跳闸RL4以进行保护，输出电压已折叠。

图12.描绘欠压条件接近时的输入和输出电压波形。在此条件下，AVR选择最大转弯比（1.63）的拍摄。

图13.显示欠压条件的情况。可以观察到输出电压下降，因为RL4已经触摸了保护。

请注意，当AVR为调节时，输入和输出电压没有频率变化或相移。

结论

此应用笔记描述了GreenPak SLG46537V CMIC作为AVRS的控制器，在住宅和工业应用中流行。雷竞技安卓下载CMIC可以代替当前用于这些应用程序中使用的离散组件和MCU。雷竞技安卓下载SLG46537V在所提出的AVR中的作用被说明并彻底解释了GreenPak设计。此外，提出了对原型AVR的实验细节以验证提出的设计。我们得出结论，SLG46537V提供了充分的能力作为控制器，特别是在住宅AVRS中。因此，可以使用廉价的SLG46537V来设计AVRS的控制单元，并降低PCB占地面积。更复杂的控制器可以使用对话框提供的其他CMIC设计，尤其是那些提供更多州的ASM。