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开关电源的有源功率因数校正电路设计

2012-07-13贾正松

电子设计工程 2012年6期

罗 凌,贾正松

(四川信息职业技术学院 四川 广元 628017)

开关电源具有效率高、成本低等特点,因而在现代电力电子设备中应用广泛。但由于开关电源中的整流器,电容滤波电路是一种非线性器件和储能元件的组合,因此虽然输入交流电压是正弦波,但输入电流波形却严重畸变,呈脉冲状,含有大量的谐波,使输入电路的功率因数下降[1]。

用电设备的输入功率因数低主要会造成以下危害:谐波电流严重污染电网,干扰其他用电设备;容易造成线路故障如线路、配电器件过热,电网谐振;增加线路、变压器和保护器件的容量;中线流过叠加的三相三次谐波电流,使中线过流而易损坏。因此,必须采取适当的措施来减小输入电流波形的畸变,提高输入功率因数,以减小电网污染。

1 功率因数校正原理

功率因数(PF)是指交流输入有功功率(P)与输入视在功率(S)的比值[2],即:

式中:γ为表示输入电流失真系数;cosφ表示输入基波电压与基波电流之间的相移因数。

由式(1)可知,功率因数PF由电流失真系数γ和基波电压、基波电流相移因数决定。cosφ低,则表示用电设备的无功功率大,设备的利用率低,导线、变压器绕组损耗大,同时,γ值低,则表示输入电流谐波分量大,将造成输入电流波形畸变,对电网造成污染。

功率因数校正PFC技术,从其实现方法上来讲,就是使电网输入电流波形完全跟随电网输入电压波形,使得输入电流波形为正弦波 (γ=1),且和输入电压波形同相位(cosφ=1)[3]。

2 有源功率因数校正电路实现方案

2.1 功率因数校正方法的选择

目前,主要用来提高功率因数的方法有:电感无源滤波,这种方法对抑制高次谐波有效,但体积大,重量大,在产品设计中其应用将越来越少;……

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