带功率因数校正的开关电源磁性元件设计
2021-08-30于广刘龙申华鞠尔男
电气传动 2021年15期
于广,刘龙,申华,鞠尔男
(大连东软信息学院智能与电子工程学院,辽宁大连 116023)
当今电子仪器设备和消费类电子产品更新换代越来越快,对供电电源的要求也越来越高,特别是高效、节能、高频、小体积化已成为各电源生产厂商追求的目标。除了电视机、台式机、电饭锅等电器中采用内嵌电源外,笔记本电脑、IPad、手机等电子设备广泛采用外部电源,以至于一个家庭就拥有大小功率不同多个开关电源,由此可见其有非常大的应用规模。开关电源市场的一个重要趋势,是需要具有更高输出功率、更小体积的开关电源,对笔记本适配器而言,其功率要求已从45~65 W上升到90 W[1]。
AC-DC 开关电源中,一般通过桥式整流实现交流到直流的转换,而整流桥后一般接滤波电容进行直流滤波,电容的接入会使整流管导通角变小,即输入交流电压波形虽然是正弦的,但输入电流波形发生了畸变,因二极管导通角变小变成脉冲电流,其包含的大量谐波电流分量会对电网带来谐波污染,造成电路故障或影响其它用电设备正常工作[2]。有源功率因数校正技术可扩大整流桥导通角,改善输入电流波形,提高功率因数(power factor,PF),从而能改善输入电流的总谐波畸变(total harmonic distortion,THD),减少谐波污染[3]。根据EMC 测试标准要求,中小功率电源现行广泛采用谐波强制标准IEC61000—3—2,其中对大于75 W 用电设备对40 次以内的电流谐波提出要求,需要功率因数校正(power factor correction,PFC)[4]。随着电子仪器设备及电力电子技术发展,对开关电源总体功率密度、转换效率、改善功率因数、空载输入功率等方面提出了更高的要求。……
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