摘 要 城市道路照明每个回路都是单相交流电压，通过在Buck电路上单周控制实现AC/AC直接变换的斩控式调压行研究，并且力图用的开关数量少，结构简单等特点。
关键词 AC/AC 、单周控制、IGBT、
随着城市照明建设事业的发展，用电量的增加，如何节约用电降低能耗己提到议事日程。我们主要研究了在Buck电路上的AC/AC变换，它有调压功能，但调压范围是低于输入电压。由于采用单周控制，它的动态性能好、在负荷变化时有一定的稳压能力（对于高压钠灯电路而言，负荷基本不变）。所以说它兼有调压、稳压的功能，为了减少谐波，该电路的滤波部分仍需用到电感器和电容器，体积相对要大些。但由于斩波频率远远高于工频，体积、重量都不大。文中给出了串联型拓扑结构的AC/AC变换电路，对此电路作实际运行测试（400W高压钠灯负载下），指标：电压调节60V，稳定度：2.5% 。
一. 输出电路与基本工作原理
1、输出电路
图1 AC/AC 输出电路
图2 单相AC/AC变换串联式电路T1-T4开关管驱动信号
2、工作原理
单相AC/AC变换串联式T1-T4开关管执行电路，当电压为交流正弦正半波时，T1、T3工作，T2，T4断开。
T1导通，T3截止时，电流经导通的T1、T2中的二极管、滤波电感至负载形成回路，负载得电，同时向电容充电。
T1截止，T3导通时，充在电容上的电荷经负载和导通的T3、T4中的二极管快速放电，为下一周期电源供电作好准备
当电压为交流正弦负半波时，T2、T4工作，T1，T3断开。
T2导通，T4截止时，电流经负载，滤波电感导通的T2，T1中的二极管形成回路，负载得电，同时向电容反向充电
T4导通、T2截止时，充在电容上的电荷经负载和导通的T4、T3中的二极管快速放电，为下一周期电源供电作好准备
假定交流电压的周期为T，显然前T/2为正弦正半波，T1，T3互补开通，后T/2为正弦负半波，T2，T4互补开通，图2中画的开关频率是8f。
3、负载电压波形
图3 负载电压波形
二、驱动电路
产生上述驱动信号的方法有多种，本电路采用单周控制式(恒频PWM)方法，它是一种新型非线性大信号的脉宽调制(PWM)控制，该方法控制电路简单，用的元件少而成本低，动态响应快，也能保证静态要求，特别在负荷变化时（灯老化）有一定的稳压作用。
考虑安全性，本驱动采用光耦驱动。单周控制的本质是通过控制占空比d(t)，使得实际负载电压与期望值相符。
图4 驱动电路
三、功率采样电路
对于气体放电灯，仅采电流或电压都不能表示负载取用功率本，一定要采实际功率，本方案选用ADE7755，把功率转换成数字量，便于CPU处理。
图5功率采样电路
四、驱动信号发生电路
为了得到占空比取决于负载实用功率与设定值的偏差值，还要安需降功率并恒功率，还要满足T1、T2、T3、T4的逻辑要求，本方案采用单片机电路。流程图如下：
图6驱动信号发生电路
五．负载功率特性曲线
标称额定功率为400W的高压钠灯，考虑到镇流器损耗与电网电压偏高和电压不稳的现状，实际运行功率可达500W，本测试上半夜设定功率为400W，下半夜设定对应安全照度的250W，测试条件是稳定的230V供电，实测节电率35%。 特点：各灯运行功率值通过编程方法写入单片机，由于各灯均按统一的方式恒功率运行，各灯运行特性一致，可减少零星换灯，降低养护成本。
图7 负载功率特性曲线
六、成功案例
上表中可见，最低节电率超过30%。