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                            電源的功率因數校正

                            信息來源:本站 日期:2017-05-13 

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                            在開關電子元件調整器范疇 ,任何使輸入電網電流為非正弦 ,或即便是正弦波但和正弦輸入電壓 不同相位 ,或使輸入電流具有諧波的電路構造都會降低功率因數從而產生功率損耗 。本章引見的功率因數校正電路 ,能使輸入端的電網電流正弦化井和輸入電網電壓同相 位,而且能消弭諧波 。由于橋式整流器后加電容濾波使輸入端的電網電流嚴重畸變 ( 圖 15.2 C c) ) ,所以這些技術對電網供電的開關電源是十分有用且必需實行的 。由圖 15.2  ( a) 和圖 15.2  C b ) 可知,假如沒有濾波電容 Co 并且負載是純電阻 ,那么電壓凡 將是正弦半波 ABXCDYEF 。從整流器整流出來的電流也有相同的正弦半波 ,且從輸入端 吸收的電網電流也是正弦波并且和正弦輸入電壓同相位 ,功率因數為 1。假如輸入電壓和電 流的有效值為川 和 Ii ’   則輸入和輸出負載功率可表示為只( 當然,像 ABXCDYEF ( 圖 15.2 C b )這樣的正強半波輸出電壓是不能承受的 。PWM控制芯片整流器 的唯一目的是將輸入交流電壓變換成紋波盡可能小的直流電壓 ,正由于如此 ,才接入濾波電 容 Co 來產生波形 ABCDEF 。這樣能夠產生較高的直流重量 ( 在 B 和 C 或 D 和 E 的中間) 和 較低的 B-C 或 C D  的峰一峰值紋波。如今 ,在 B 和 C 或 D 和 E 之間,一切整流器都被反偏,沒有電網電流流過 ,負載電流由電容 Co 提供。在 A、C 和 E 時辰,上升的輸入電壓給整流器提供正向偏置電壓 ,電網電流流過負載并給電容充電補償其單獨給負載供電時損失的電 荷。


                            負載為 C。時, 電網輸入電流


                            圖 15.2 C a ) 和 C b ) 輸入橋式整流器后面接電容濾波器和不接電容濾波器的電壓波形 。C c) 銜接電容 C。時的輸入電網電流波形銜接濾波電容時 的電網電流波形如圖 15.2 ( c) 所示,它是輸入電壓的每個正弦半波前端 的一系列電流窄脈沖 。濾波電容越大 ,輸入電流的脈沖寬度越窄 ,峰值越高 ,有效值越大 , 上升和F降得更快。PWM控制芯片功率因數校正的目 的就是要消弭這些窄而陡的 電網電流脈沖。這些陡的電流會惹起頻射干擾 ( RFD 問題,更嚴重的是 ,它的有效值比所需的負載輸出功率值要大 ,這不只會形成 輸入發電機溫升過高 ,還會使濾波電容的溫升進步并降低其牢靠性 。功率因數校正能夠去掉橋式整流器后接的大濾 波電容 Co ,從而保證整流器輸出電壓按正 弦半波曲線上升和降落 ,接著功率因數校正電路將正弦半波輸入電壓轉換成恒定的直流輸出 電壓,并經過監控輸入電網電流使其成為正弦波并與瞬時輸入網壓成比例 。這能夠用脈寬調 制的 boost 變換器 (1.4 節) 來完成。在整個正強半波時間里,boost 變換器的導通時間由 PWM 控制芯片來控制 ,使輸入電流變為正弦波 ,得到輸出比輸入正弦電壓幅值高的穩定的直流電 壓。


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