开关电源功率因数校正电路设计与应用实例之:

2020-12-04 19:14字体:
  

  开合电源以其效能高、功率密度高而正在电源范畴中占主导位子,开合电源大都是通过整流器与电力网联贯的,经典的整流器是由二极管或晶闸管构成的一个非线性电道,正在电网中会出现大方的电流谐波和无功功率而污染电网,成为电力公害。古板的开合电源存正在一个致命的弱点,即功率因数较低,寻常仅为0.45~0.75,况且其无功分量根本上为高次谐波,此中三次谐波的幅度约为基波幅度的95%,五次谐波的幅度约为基波幅度的70%,七次谐波的幅度约为基波幅度的45%,九次谐波的幅度约为基波幅度25%。

  开合电源已成为电网最紧要的谐波源之一,针对高次谐波的迫害,从”//)年起邦际上先导以立法的款式局限高次谐波,古板的开合电源正在此局限之列。我邦邦度时间监视局正在1993年发布了邦度准则GB/T 14549-93《电能质地公用电网谐波》。邦际电工委员会(International Electrotechnical Commission IEC)于1998年对谐波准则IEC5552举行了订正,其余还同意了IEC61000-3-2准则,其A类准则对电网谐波的恳求睹外1-3。古板整流器因谐波远远超标而面对空前未有的寻事。

  按捺开合电源出现谐波的办法紧要有两种:一是被动法,即采用无源滤波或有源滤波电道来旁道或滤除谐波;二是主动法,即计划新一代高功能整流器,它具有输入电流为正弦波、谐波含量低、功率因数上等特质,即具有功率因数校正成效。外洋刷新开合电源功率因数的研发做事的中心,紧要是正在功率因数校正电道的拓扑布局和功率因数校正负责IC(如UC3842~UC3855A系列,KA7524,TDA4814)的拓荒等范畴睁开研发做事。邦内极少厂家也做了犹如的做事,采用功率因数校正电道的开合电源,其功率因数可抵达0.95~0.99近似于1。近年来功率因数校正电道取得了很大的进展,为电力电子学研商的紧要对象之一。

  惯例开合电源的功率因数低的本源是整流电道后的滤波电容使输出电压光滑,但却使输入电流变为尖脉冲,如图1-6所示,而整流电道后面不加滤波电道,仅为电阻性负载时,输入电流即为正弦波,而且与电源电压同相位,功率因数为1。

  于是功率因数校正电道的根本思念是将整流器与滤波电容离隔,使整流电道由电容性负载变为电阻性负载。正在功率因数校正电道中,其远离型电道如图1-7所示。但这种电道布局不行告竣输入与输出的电远离。

  新型低污染、高效能、低应力、低输出纹波开合电源紧要征求EMI及浪涌摄取滤波电道,前级有源软开合功率因数校正电道,相移谐振软开合DC/DC变换电道及输出纹波按捺电道等。

  寻常开合电源的输入整流电道如图1-8所示,市电经整流后对电容充电,其输入电流波形为不持续的脉冲,如图1-9所示。这种电流除了基波分量外,还含有大方的谐波,其有用值I为:

  谐波电流使电力编制的电压波形产生畸变,将各次谐波有用值与基波有用值的比称之为总谐波畸变(Total Harmonic Distortion,THD)其外达式为:

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