1  場效應脈寬調制控壓技術簡介

交流-交流PWM變壓技術的節能原理是通過新型的電力電子開關器件，控制路燈兩端的電壓的大小，達到降低路燈的功率以節約電能的目的。該技術的節能原理與目前國內外市場所采用的電磁調壓、全半夜燈隔盞亮、串聯電感降壓等的主要節能技術具有明顯的優勢，包括以下幾個方面：

1. 采用整體調壓技術，避免了全半夜燈隔盞亮的道路“斑馬紋”情況的出現，在部分快速路段也可以使用；

2. 不改變路燈線路的功率因素，避免了串聯電抗器降壓所增加的無功電流的線路損耗與變壓器損耗，避免了電磁換擋調壓的閃燈滅燈現象；

3. 輸出電壓穩定、可靠。在先進的電力電子與濾波技術的輔助下，交交PWM變壓器，輸出電壓穩定可靠，且不隨電網電壓波動而波動；

4. 采用先進的控制技術，輸出電壓可以連續微調。與傳統的串聯電抗器降壓的變壓器分接頭調整降壓節能方式不同的是，交交PWM變壓技術的電壓輸出是連續變化的而不是驟然突變，這就保證了其在有金鹵燈的路段亦可以使用，同時由于其節能時電壓不突變，部分老化的燈泡亦不會突然熄滅，可以有效提升路燈系統的亮燈率；

5. 與現有的通訊技術兼容良好，可以無縫接入現有的路燈監控系統中使用；

分析該類型節能器的以上幾個優勢，通過增加該類設備，可使市政原有的路燈系統的潛在節能點都可以得到充分挖掘，以達到進一步節能增效的目的。

2  場效應脈寬調制控壓技術的原理

新型交交PWM變壓技術的原理示意圖如圖12所示，

圖 12 交交PWM變壓技術的原理示意圖

在圖12中，in點為輸入電壓接入端（交流220V、50Hz），SW1為電力電子的開關器件，其開關頻率為50kHz，通過PWM（脈沖寬度調節技術）來控制out點的輸出電壓，其原理如下：

<!--[if !supportLists]-->1）<!--[endif]-->通過電容C1，濾去輸入端的諧波，并平滑輸入電流，從而使得in點的電壓滿足為標準的50Hz正弦波，如圖13所示

圖13 輸入電壓波形

        2）通過開關SW1，控制mid點的電壓輸出，其控制邏輯如下，以控制電壓輸出為輸入電壓的90%為例：

a)     在一個開關周期內，前90%的時間，開關SW1閉合，mid點電壓與輸入電壓相同；

b)     在一個開關周期內，后10%的時間，開關SW1分開，mid點電壓為0；

以開關頻率為500Hz（電網頻率10倍）為例，其mid點的輸出波形如圖所示，

圖 14 in點輸出波形（50Hz）

對以上波形進行傅里葉頻譜分析可以得到如圖15所示結果，

圖 15 in點輸出波形頻譜分析（500Hz）

在500Hz的開關頻率之下，圖15中所示的電網電壓已經下降為原輸出電壓的90%，達到了降壓目的，主要問題在于諧波電壓較大，超過了15%，且集中在500Hz的中頻區，較難濾波。

使用電力電子器件IGBT實現SW1開關，可以實現50kHz的開關頻率，其輸出如圖16所示，

圖 16 in點輸出波形（50kHz）