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电源的功率因数校正

信息来源:本站 日期:2017-05-13 

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在开关电子元件调整器范畴 ,任何使输入电网电流为非正弦 ,或即便是正弦波但和正弦输入电压 不同相位 ,或使输入电流具有谐波的电路构造都会降低功率因数从而产生功率损耗 。本章引见的功率因数校正电路 ,能使输入端的电网电流正弦化井和输入电网电压同相 位,而且能消弭谐波 。由于桥式整流器后加电容滤波使输入端的电网电流严重畸变 ( 图 15.2 C c) ) ,所以这些技术对电网供电的开关电源是十分有用且必需实行的 。由图 15.2  ( a) 和图 15.2  C b ) 可知,假如没有滤波电容 Co 并且负载是纯电阻 ,那么电压凡 将是正弦半波 ABXCDYEF 。从整流器整流出来的电流也有相同的正弦半波 ,且从输入端 吸收的电网电流也是正弦波并且和正弦输入电压同相位 ,功率因数为 1。假如输入电压和电 流的有效值为川 和 Ii ’   则输入和输出负载功率可表示为只( 当然,像 ABXCDYEF ( 图 15.2 C b )这样的正强半波输出电压是不能承受的 。PWM控制芯片整流器 的唯一目的是将输入交流电压变换成纹波尽可能小的直流电压 ,正由于如此 ,才接入滤波电 容 Co 来产生波形 ABCDEF 。这样能够产生较高的直流重量 ( 在 B 和 C 或 D 和 E 的中间) 和 较低的 B-C 或 C D  的峰一峰值纹波。如今 ,在 B 和 C 或 D 和 E 之间,一切整流器都被反偏,没有电网电流流过 ,负载电流由电容 Co 提供。在 A、C 和 E 时辰,上升的输入电压给整流器提供正向偏置电压 ,电网电流流过负载并给电容充电补偿其单独给负载供电时损失的电 荷。


负载为 C。时, 电网输入电流


图 15.2 C a ) 和 C b ) 输入桥式整流器后面接电容滤波器和不接电容滤波器的电压波形 。C c) 衔接电容 C。时的输入电网电流波形衔接滤波电容时 的电网电流波形如图 15.2 ( c) 所示,它是输入电压的每个正弦半波前端 的一系列电流窄脉冲 。滤波电容越大 ,输入电流的脉冲宽度越窄 ,峰值越高 ,有效值越大 , 上升和F降得更快。PWM控制芯片功率因数校正的目 的就是要消弭这些窄而陡的 电网电流脉冲。这些陡的电流会惹起频射干扰 ( RFD 问题,更严重的是 ,它的有效值比所需的负载输出功率值要大 ,这不只会形成 输入发电机温升过高 ,还会使滤波电容的温升进步并降低其牢靠性 。功率因数校正能够去掉桥式整流器后接的大滤 波电容 Co ,从而保证整流器输出电压按正 弦半波曲线上升和降落 ,接着功率因数校正电路将正弦半波输入电压转换成恒定的直流输出 电压,并经过监控输入电网电流使其成为正弦波并与瞬时输入网压成比例 。这能够用脉宽调 制的 boost 变换器 (1.4 节) 来完成。在整个正强半波时间里,boost 变换器的导通时间由 PWM 控制芯片来控制 ,使输入电流变为正弦波 ,得到输出比输入正弦电压幅值高的稳定的直流电 压。