伪导频硬切换功率设置分析

李忠东谭扬波唐春梅罗光彩华为技术有限公司

１　概论　

对于移动通信网络，不同厂家设备覆盖区域的交界处必然存在着硬切换，而如何保证在硬切换带内的硬切换成功率和提高网络质量则是运营商关注的内容。CDMA系统提供了多种硬切换的手段，其中伪导频信标辅助硬切换的切换成功率比常规硬切换大，又略低于软切换的，不失为一个较好的选择。本文着重针对伪导频硬切换的功率设置进行理论分析，通过使用参考文献[1]提供的方法进行计算和分析，可以得出：

（1）在应用场景话务量不大的情况下，伪导频的Ec/Io比同扇区正常导频的低0.5～1dB。

（2）在应用场景话务量正常情况下，建议伪导频功率比同扇区正常导频功率增益低

1.5～2dB。

（3）在实际操作中，主要是通过加载伪导频所在载频的同步或者寻呼信道的功率来实现上述的结论。

通过仿真验证和分析，得出理论计算结论与仿真结果基本吻合。而且华为公司承建的泰国CAT网络也应用了本文的理论研究分析。

２功率设置计算　

伪导频硬切换是在异频相邻小区，配置一个导频信标，当手机检测到导频信标的PN码时，触发硬切换。该导频信标仅需配置导频、同步和寻呼信道，不需配置业务信道。

手机根据伪导频的强度触发到真实载频的切换，由于容量负荷的不同，导致伪导频的EcIo和真实导频的EcIo会有一定偏差，如果偏差较大的话，会导致切换失败，甚至是掉话。因此研究伪导频所在载频的功率设置就显得比较有意义。

一般而言，伪导频所在的载频覆盖应该稍差于同扇区的真实载频的覆盖，这样才可以保障当伪导频信号较好时，真实载频的信号也很好，保证切换成功率。

利用参考文献[1]的方法针对伪导频载频的功率设置进行计算，结果如表1～3所示：

表1 反向负荷为30％时正常载频与伪导频的比较

正常载频（包括业务-6 -6.6 -7.27 -8 -8.68 -9.42 -10.2 -11.1 -12.1

信道的）Ec/Io值

伪导频与正常导频

-1 -1.1 -1.27 -1.5 -1.68 -1.92 -2.24 -2.6 -3.1 Ec/Io差异值

表2 反向负荷为50％时正常载频与伪导频的比较

正常载频（包括业务

-6.9 -7.65 -8.5 -9.43 -10.5 -11.7 -13.1 信道的）Ec/Io值

伪导频与正常导频

-1.9 -2.15 -2.5 -2.93 -3.48 -4.2 -5.1 Ec/Io差异值

表3 反向负荷为70％时正常载频与伪导频的比较

正常载频（包括业务

-7.86 -8.88 -10.1 -11.6

信道的）Ec/Io值

伪导频与正常导频

-2.86 -3.38 -4.1 -5.09

Ec/Io差异值

上面的结果考虑了以下几个因素：

（1）此处的负荷是指链路的反向负荷，非前向功率负荷。

（2）借鉴手机辅助硬切换成功率较高主要发生在Ec/Io为－7～－11范围内（Ec/Io非常好，没有必要硬切换，过低导致成功率过高），目前认为伪导频的高硬切换成功率也发生在这个范围。

（3）表格比较说明：正常导频的Ec/Io为x，伪导频的设置为：x＋差异值。

３　功率设置建议及仿真结果　

在考虑伪导频的应用中，一般场景是话务量不是非常大（否则就使用带业务信道的正常载频了），或者非常少（主要为了提高硬切换成功率）。一般建议如下：

（1）在网络建设初期，或者应用场景话务量不大的情况下（考虑到一般规划是按照反向负荷为50％进行规划的，这种场景是考虑不超过50％的负荷情况），建议使用30％的反向负荷情况，考虑到上述表格数据离散性问题，建议伪导频的Ec/Io比同扇区正常导频的低0.5～1dB；实际操作上可以将伪导频的同步或者寻呼信道增加4～9％总功率，类同于信道加载（考虑实际组网的其他小区干扰，取一个余量0.5）。

（2）在网络稳定运行，或者没有超过50％的设计容量时，建议伪导频功率比同扇区正常导频功率增益低1.5～2.0dB。实际操作上可以将伪导频的同步或者寻呼信道增加

15～21％总功率，类同于加载（考虑实际组网的其他小区干扰，取余量0.5）。

使用华为U-NET仿真系统，选择反向负荷为50％，进行建模仿真，仿真结果如图1所示：

图1 正常载频Ec/Io分布（反向负荷50％）和伪导频Ec/Io分布图1左面的是正常导频在反向负荷为50％时的Ec/Io覆盖分布，右面的图是只有导频同步寻呼信道（没有业务信道）时的Ec/Io分布，两张图都是在同样的面积下进行的仿真。从仿真的输出报告可以知道，只要将伪导频所在载频的Ec/Io降低2dB左右（Ec/Io在-7~-11dB范围内），就可以保证在反向负荷50％的规划场景下，伪导频所在载频的Ec/Io和正常导频Ec/Io 覆盖面积基本保持一致。这和前面利用文献[1]提供的方法计算分析的结果基本吻合的。

这里给出的只是作为参考。实际网络运用时还可能有一定差异，需要在实践中不断进行完善。

如果存在不同厂商进行切换配合，则在应用时还需注意以下几点：

（1）虽然伪导频硬切换成功率比较高，但对伪导频与它相应的真实导频的覆盖范围（不同厂家的配合区域）必须有清楚的认识。

（2）伪导频硬切换参数要依据实际负荷的情况来设置（不同厂家的配合区域）。

（3）不同厂家的基站在交叠覆盖区域，需要结合无线覆盖的信号情况对硬切换参数进行有效调整配合。

４泰国ＣＡＴ网络实用场景　

泰国CAT网络中涉及到华为与另一厂家两个厂家之间的硬切换以及多载波之间的硬切换，为保证网络质量以及切换成功率，目前华为网络采用伪导频信标辅助硬切换方式组网。下面将详细介绍华为网络的功率配置。

采用华为BTS3606/3606A 实现伪导频硬切换，其功率配置需要考虑如下几方面：（1）基站的最大平均发射功率（2）使用的频点数

（3）系统负荷和将来的扩容需求

基站的最大平均发射功率直接决定了可分配的功率资源，这些功率将根据工作频点的数量和伪导频的数量分配到所有使用的载频频点上。如前所述，为了保障切换成功率，要求伪导频覆盖略低于工作导频。

对于低于50％的负荷情况，可以通过调低伪导频载频之同步信道或者寻呼信道加载比例达到上文描述的功率设置要求，而对于高于50％的负荷情况则可通过适当调整伪导频载频功率在导频、同步和寻呼三个信道上的功率配比达到功率设置要求。另外，目前网络多为两载波或者三载波，因此这里主要分析在两载波或者三载波下采用华为多载波基站实现伪导频硬切换的功率配置。对于其他可能存在更多载波的情形可以以此为参考，类似配置。

结合以上理论分析和计算，两载波/三载波在各种条件下的功率配置建议分别如表4和表5所示。表4和表5给出的仅是不扩充载频板下的参考值，实际功率配置中一定要按照规划要求进行，像33W 这样的大功率在规划中一般很少出现，因此对其可视为工作载频的最大值。

表4 两频点（包含伪导频）下的功率配置

基站功率（W ）

伪导频功率(W)

工作导频功率(W)

将来是否需要将伪导频扩充为工作导频

17 33 否

50 25

25 是 14 26 否 40

是

表5 三频点（包含伪导频）下的功率配置

基站功率（W ）伪导频数

伪导频功率（W ）工作导频功率（W ）

将来是否需要将伪导频扩

充为工作导频

20 否 1

17 17 是 13 25 否 50

2 17 17 是 8 16 否 1

13 13 是 10 20 否 40

是

另外，对于频点数(包含伪导频)不超过3个频点的系统，导频信标频点可以与工作频点

共用射频模块和信道模块，因此无需增加硬件设备，机柜只需配置一组（上半框或者下半框）MTR和MPA板，即可支持伪导频硬切换。而对于工作频点数高于3个频点（包含伪导频,不超过6个）的情形，则只需在同一机柜的另一半框配置相应的板件即可支持伪导频硬切换。

综上所述，采用华为BTS3606/3606A多载波系统单击柜可以支持频点数（包含伪导频）在6个及以下的伪导频硬切换，当频点数（包含伪导频）不超过3个时，不需要增加任何硬件设备便可支持伪导频硬切换。BTS3606/3606A多载波基站集成、低成本的特点，为泰国CAT网络提供了易维护、低成本的伪导频硬切换方案。

参考文献

【1】华为公司自主开发．CDMA2000无线网络规划估算工具软件包　★

功率因数校正的分析

CRM；而如欲减少EMI问题，选择DCM。 b．如功率水平高于250W，CCM是首选方案。此方案虽然可保持峰值电流和有效值电流，但必须解决二极管反向恢复问题。 c．如功率水平在150W 与250w之间，方案的选择则取决于设计人员的磁件设计水平。 d．如果功率在几kw之上，则采用可控整流电路代替不控整流电路，控制方法采用pwm整流，以实现功率因数的矫正。 2、其它系统要求：拓扑的选择还以满足各种高能效标准。例如，如果需要使系统中的频率同步，则不能采用CRM。此外，如果第二个功率段可处理较大范围(在某些功率序列安排中可能需要)的输入电压，则应选择跟随升压。功率因数的限制因数：为什么在一般的电路中功率因数较低呢？有很多因数的影响。其中影响功率因数的主要原因是这些电器的整流电源普遍采用的电容滤波型桥式整流电路（图1）。这种电路的基本工作过程是：在交流输入电压的正半周，D1、D3导通，交流电压通过Dl、D3对滤波电容C充电，若Dl、D3的正向电阻用r表示，交流电源内阻用R表示，则充电时间常数可近似表示为： τ = C 2(+ r) R 由于二极管的正向电阻r和交流电源内阻R很小，故r很小。滤波电容C很快被充电到交流输入电压的峰值，当交流电源输入电压小于滤波电容C的端电压时， Dl、D3就处于截止状态；同理，可分析负半周D2、D4的工作情况。由分析不难看出，当电路达到稳态后，在交流输入电压的一个周期内二极管导通时间很短，输入电流波形畸变为幅度很大的窄脉冲电流(图 2)。由上图可分析出，这种畸变的电流含有丰富的谐波成分，严重影响电器设备的功率因数。由理论推

功率因数校正控制方案

功率因数校正方案方案一：采用数字控制方案：采用MCU （微控制单元）或DSP（数字信号处理）通过编程控制完成系统的功率因数校正。，MCU 时刻检测输入电压、输入电流以及输出电压的值，在程序中经过一定的算法后输出PWM 控制信号，经过隔离和驱动控制开关管，从而提高输入端的功率因数。采用数字控制的优点是通过软件调整控制参数，使系统调试方便，减少了元器件的数量。缺点是软件编程困难，采样算法复杂，计算量大，难以达到很高的采样频率，此外还要注意控制器和主电路的隔离和驱动。方案二：采用模拟控制方案：采用专用PFC（功率因数校正）控制芯片来完成系统功率因数的校正。整流后的线电压与误差放大器处理的输出电压相乘，建立电流的参考信号，该参考信号就具有输入电压的波形，同时也具有输出电压的平均幅值。因此在电流反馈信号的作用下，误差放大器控制的PWM 信号基本变化规律是成正弦规律变化的，于是得到一个正弦变化的平均电流，其相位与输入电压相同，达到功率因数校正的目的。该方案的优点是，使用专用IC 芯片，简单直接，无需软件编程。缺点是电路调试麻烦，易受噪声干扰。模拟PFC 控制是当前的工业选择，且技术成熟，成本低，使用方便。通过比较，系统选用方案二，采用TI 公司专用PFC 控制芯片UCC28019 来完成功率因数的校正。方案一：LC校正电路根据电感电流不能突变的原理，整流后采用LCC滤波电路,可在一定程度上提高功率因素PF，一般可达0.8～0.9。优点是电路简单、可靠性高、成本低、EMI（电磁干扰）小；缺点是体积大、重量重，电感损耗较大，PF很难接近1。方案二：填谷式PF校正电路使用电容C1～C2及二极管D5～D7构成填谷式滤波电路，扩展了整流二极管电流波形导通角θ，二极管D6后可串联浪涌电流限制电阻R，可将PF提高到0.8～0.9之间。该电路优点：体积略小于LC校正电路，可靠性高，EMI小，PF也容易达到0.85以上；缺点是输出功率小，只能用在输出功率小于25W的AC-DC变换器中，损耗相对较大，输入电压允许变化范围小，一般不超过15%。电路原理图如图2.1所示。 2.1 填谷式电路方案三：有源功率因素校正(APFC)电路在整流器与负载之间插入具有特定功能的DC-DC变换器，使输入电流波形尽可能接近正弦波，构成有源功率因素校正电路（APFC）。该技术优点是：电路体积小，校正后的PF接近1；输入电压变化范围大，目前支持全电压范围(90V～265V)的APFC电路技术非常成熟、应用也很普及，因此在输出功率为20W～300W的AC-DC 变换器中使用APFC电路来改善电流波形THD（总谐波失真）参数较为合适。缺点是：该电

关于调整2.4GHz频段发射功率限值及有关问题的通知

关于调整2.4GHz频段发射功率限值及有关问题的通知信部无[2002]353号各省、自治区、直辖市无线电管理机构，各相关单位：为适应无线通信技术的发展，为科研、生产单位研发新技术、新产品提供研究频段及便利条件，满足无线电通信业务的需求，根据我国无线电频率划分规定及频谱使用情况，并参照国际上通用的技术标准。决定调整2.4GHz频段无线电发射设备的部分技术参数，现将有关事项通知如下：一、自发文之日起，调整2.4 - 2.4835 GHz 频段无线电发射设备的主要技术指标如下：（一）等效全向辐射功率(EIRP)：天线增益＜10dBi时：≤100 mW 或≤20 dBm；天线增益≥10dBi时：≤500 mW 或≤27 dBm。（二）最大功率谱密度： 1．直接序列扩频或其它工作方式：

天线增益＜10dBi时：≤10 dBm / MHz(EIRP)；天线增益≥10dBi时：≤17 dBm / MHz(EIRP)； 2．跳频工作方式：天线增益＜10dBi时：≤20 dBm / MHz(EIRP)；天线增益≥10dBi时：≤27 dBm / MHz(EIRP)。（三）载频容限：20 ppm （四）带外发射功率(在2.4-2.4835GHz频段以外)： ≤-80 dBm / Hz (EIRP)。（五）杂散发射(辐射)功率(对应载波±2.5倍信道带宽以外)： ≤-36 dBm / 100 kHz (30 - 1000 MHz)； ≤-33 dBm / 100 kHz (2.4 - 2.4835 GHz)； ≤-40 dBm / 1 MHz (3.4 - 3.53 GHz)； ≤-40 dBm / 1 MHz (5.725 - 5.85 GHz)；

功率因数校正之基本原理

功率因数校正之基本原理何谓工率因数？功率因数（power factor；pf）定义为实功（real power；P）对视在功率（apparent power；S）之比，或代表电压与电流波形所形成之相角之余弦，如图1。功率因数值可由0至1之间变化，可为电感性（延迟的、指标向上）或电容性（领先的、指标向下）。为了降低电感性之延迟，可增加电容，直到pf为1。当电压与电流波形为同相时，工率因数等于1（cos(0o)=1）。所有努力使工率因数等于1是为了使电路为纯电阻化（实功等于视在功率）。 ▲图1: 功率因数之三角关系。实功（瓦特）可提供实际工作，此为能量转换元素（例如电能到马达转动rpm）。虚功（reactive power）乃为使实功完成实际工作所产生之磁场（损耗）。而视在功率可想成电力公司提供之总功率，如图1所示。此总功率经由电力线提供产生所需之实功。当电压与电流皆为正弦波时，如前述定义之功率因数（简称为功因）为电压与电流波形之对应相角，但大部份之电源供应器之输入电流乃非正弦波。当电压为正弦波而电流为非正弦波时，则功因包括两个因素：1)相角位移因素，2)波形失真因素。等式1表示相角位移与波形失真因素之于功因的关系。 ----------------------------------------------------(1)

Irms(1)为电流之主成份，Irms电流之均方根值。因此功率因数校正线路是为了使电流失真最小，且使电流与电压同相。当功因不等于1时，电流波形没有跟随电压波形，不但有功率损耗，且其产生之谐波透过电力线干扰到连接同一电力线之其它装置。功因越接近1，几乎所有功率皆包含于主频率，其谐波越接近零。 ■了解规范 EN61000-3-2对交流输入电流至第40次谐波规范。而其class D对适用设备之发射有严格之限制（图2）。其class A要求则较宽松（图3）。 ▲图2:电压与电流波形同相且PF=1(Class D)。

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1 发射功率是无线电发射设备的主要技术指标，也是无线电管理部门需要检测的技术指标之一。本文主要介绍几种发射功率的测量方法。功率测量的基本知识１．１　功率测量的理论分析在直流和低频时，电压的测量是简单和直接的。功率可以直接通过计算获得，Ｐ＝Ｖ＊Ｉ，由欧姆定律可知Ｖ＝Ｉ＊Ｒ，通过代换Ｖ或Ｉ，可得Ｐ＝Ｖ＊Ｉ　＝Ｉ２Ｒ＝　Ｖ２／Ｒ，只要知道Ｖ、Ｉ、Ｒ中任两个变量的值就可计算出功率值。但在高频时，根据传输线原理可知，电压和电流可能随传输线的位置改变，如图１所示。但功率是不变的，因此在射频和微波频率，大多数应用都采用直接功率测量，因为电压和电流测量已变得不现实。１．２　功率单位功率的国际标准单位是瓦特（Ｗ），但在无线电通信领域，我图１　高频电压随传输线位置改变浙江省衢州无线电监测站郑顺洪发射功率的测量方法 52 中国无线电2005/9 检测实验室

2 们常用的单位是分贝毫瓦ｄＢｍ　。定义如下：ＰｄＢｍ＝１０Ｌｇ（Ｐ／Ｐ０）式中，Ｐ是以毫瓦为单位的功率值；Ｐ０为１　ｍＷ的参考功率。由上式可知：０　ｄＢｍ是１　ｍＷ。根据对数基本性质，可得到一个简单导则是每３　ｄＢｍ功率加倍，每－３　ｄＢｍ功率减半。每１０　ｄＢｍ为１０倍，每－１０　ｄＢｍ为１／１０。例如＋２９　ｄＢｍ是多少？２９　ｄＢｍ＝（１０＋１０＋３＋３＋３）ｄＢｍ＝（１０＊１０＊２＊２＊２）ｍＷ＝８００ｍＷ，因此结果是８００　ｍＷ。１．３　功率的几种常用基本形式平均功率是指在正常工作情况下，发信机在调制中以与所遇到的最低频率周期相比的足够长的时间间隔内，供给天线馈线的平均功率。对于脉冲调制信号，则要在若干脉动重复上平均信号。在所有功率测量中，平均功率是最常进行的测量。峰功率是指最大瞬时功率。平均功率和峰功率的关系，如图２所示。对于射频脉冲信号，如果知道信号的占空比，就可从测量得到的平均功率按下列公式确定峰功率。Ｐｐｅａｋ　＝　Ｐａｖｇ／占空比发射功率的测量方法目前我站配备的测量功率的仪器有德国Ｒ＆Ｓ公司的ＣＭＳ５４综测仪、ＦＳＰ３０频谱分析仪、ＮＲＴ功率计。下面分别介绍用这三种仪器测量功率的方法。２．１　ＣＭＳ５４综合测试仪测量发射功率无线电综合测试仪ＣＭＳ５４含射频信号源、调制信号源、频率计、功率计、电压表、信纳比表、邻频功率测量等，其测量的功率范围为５　ｍＷ到５０　Ｗ，频率范围为４００　ｋＨｚ到１ＭＨｚ。使用ＣＭＳ５４综合测试仪测量发射设备输出功率方法步骤如下：（１）测试线路连接如图３所示。（２）打开ＣＭＳ电源，待ＣＭＳ进入稳定的测试界面，按ＴＸ－ＴＥＳＴ软键，进入发射测试界面。（３）开启被测发射设备（已知发射功率小于５０Ｗ），这时即可读出其发射功率。如果知道被测发射设备的发射频率，可以按ＳＥＴ　ＲＦ软键，通过键盘设置响应频率，然后再开启被测发射设备，读出发射功率。２．２　ＦＳＰ３０频谱分析仪测量发射功率ＦＳＰ３０频谱分析仪射频输入最大的功率是１Ｗ，当发射设备输出功率大于１Ｗ时，在ＦＳＰ３０频谱分析仪前加一衰减器，以免烧毁频谱仪。测试方法步骤如下：（１）测试线路连接如图４所示。（２）将ＦＳＰ３０频谱分析仪的输入衰减器（ＡＴＴ）设置为最大，然后开启被测发射设备。（３）将被测信号中心频率置于频谱分析仪显示的中心，恰当设置ＳＰＡＮ、ＲＢＷ和ＶＢＷ值，这几个值设置的一般建议是：ＳＰＡＮ必须至少覆盖被测量信号的带宽；ＲＢＷ设置信道带宽的１％和４％之间；ＶＢＷ至少是ＲＢＷ的三倍。（４）调整频谱分析仪输入衰减器（ＡＴＴ）和参考电平（ＲＥＦＬＥＶＥＬ），使信号接近显示的顶部。（５）设置检波器工作方式为均方根检波器。步骤如下：按ＴＲＡＣＥ键，使用上下键选择ＤＥＴＥＣＴＯＲ项，按相应软键确定，图２　平均功率和峰功率的关系峰功率平均功率图３　测试线路连接被测发射设备ＣＭＳ５４综测仪图４　测试线路连接被测发射设备衰减器ＦＳＰ３０频谱分析仪检测实验室中国无线电2005/9 53

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网络教育学院《电源技术》课程设计题目：功率因数校正（PFC）技术的研究学习中心：辽宁东港奥鹏层次：高中起点专科专业：电气工程及其自动化年级： 2010年春季学号：学生：辅导教师：武东锟完成日期： 2012年 2 月 24 日

内容摘要本文对于单相与单相PFC技术及其控制方法的研究，针对于各种功率因数校正，介绍了相应的基本工作原理，和功率因数校正技术的额发展和其主要最主要特点。从主电路的拓扑形式和控制方式分析有源功率因数校正。进而更好的学习电源技术。关键词：功率因数校正；PFC技术；控制方法；有源功率因数

引言、功率因数是衡量电器设备性能的一项重要指标。功率因数低的电器设备，不仅不利于电网传输功率的充分利用，而且往往这些电器设备的输入电流谐波含量较高，实践证明，较高的谐波会沿输电线路产生传导干扰和辐射干扰，影响其它用电设备的安全经济运行。如对发电机和变压器产生附加功率损耗，对继电器、自动保护装置、电子计算机及通讯设备产生干扰而造成误动作或计算误差。因此。防止和减小电流谐波对电网的污染，抑制电磁干扰，已成为全球性普遍关注的问题。国际电工委与之相关的电磁兼容法规对电器设备的各次谐波都做出了限制性的要求，世界各国尤其是发达国家已开始实施这一标准。随着减小谐波标准的广泛应用，更多的电源设计结合了功率因数校正(PFC)功能。设计人员面对着实现适当的PFC段，并同时满足其它高效能标准的要求及客户预期成本的艰巨任务。许多新型PFC拓扑和元件选择的涌现，有助设计人员优化其特定应用要求的设计。

1功率因数校正基本原理及方法 1.1功率因数校正基本原理功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。基本上功率因数可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因数值越大，代表其电力利用率越高。开关电源供应器上的功率因数校正器的运作原理是去控制调整交流电电流输入的时间与波型，使其与直流电电压波型尽可能一致，让功率因数趋近于。这对于电力需求量大到某一个水准的电子设备而言是很重要的, 否则电力设备系统消耗的电力可能超出其规格，极可能干扰铜系统的其它电子设备。 PFC的英文全称为“Power Factor Correction”，意思是“功率因数校正”，功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。基本上功率因素可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因素值越大，代表其电力利用率越高。计算机开关电源是一种电容输入型电路，其电流和电压之间的相位差会造成交换功率的损失，此时便需要PFC电路提高功率因数。目前的PFC有两种，一种为被动式PFC（也称无源PFC）和主动式PFC（也称有源式PFC）。 1.1.1拓扑选择的一般方法由于输入端存在电感，升压转换器是提供高功率因数的方法。此电感使输入电流整形与线路电压同相。但是，可以采用不同的方案来控制电感电流的瞬时值，以获得功率因数校正。 a．临界导电模式(CRM)PFC——由于控制的设计较为简单，而且可与较低速升压二极管配合使用，所以在较低功率应用中通常采用此方法。 b．不连续导电模式(DCM)PFC——此创新的方案延承了CRM 的优点，并消除了若干限制。 c．连续导电模式(CCM)PFC——由于这种方案恒频且峰值电流较小，是较高功率(>250 W)应用的首选方案。但是，传统的控制解决方案较为复杂，牵涉到多个环

功率因数校正(PFC)的几个小知识

1、什么是功率因数校正(PFC)? 功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。基本上功率因数可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因数值越大，代表其电力利用率越高。开关电源供应器上的功率因数校正器的运作原理是去控制调整交流电电流输入的时间与波型，使其与直流电电压波型尽可能一致，让功率因数趋近于。这对于电力需求量大到某一个水准的电子设备而言是很重要的, 否则电力设备系统消耗的电力可能超出其规格，极可能干扰铜系统的其它电子设备。一般状况下, 电子设备没有功率因数校正(Power Factor Correction, PFC)时其PF值约只有0.5。 PFC的英文全称为“Power Factor Correction”，意思是“功率因数校正”，功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。基本上功率因素可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因素值越大，代表其电力利用率越高。计算机开关电源是一种电容输入型电路，其电流和电压之间的相位差会造成交换功率的损失，此时便需要PFC电路提高功率因数。目前的PFC有两种，一种为被动式PFC（也称无源PFC）和主动式PFC（也称有源式PFC）。 PFC打个形象的比方：一个啤酒杯的容积是一定的，就好比是视在功率，可是你倒啤酒的时候很猛，就多了不少的泡沫，这就是无功功率，杯底的啤酒其实很少，这些就是有功功率。这时候酒杯的利用率就很低，相当于电源的功率因数就很小。PFC的加入就是要减少输入侧的无功功率，提高电网的利用率，对于普通的工业用电来讲是把电流的相位与电压的相位调整到一块了，对于开关电源来讲是把严重畸变了的交流侧输入电流变成正弦，另外还有降低低次谐波的功能，因为输入的电流是正弦了。 2、为什么我们需要PFC? 功率因素校正的好处包含: 1. 节省电费 2. 增加电力系统容量 3. 稳定电流低功率因数即代表低的电力效能，越低的功率因数值代表越高比例的电力在配送网络中耗损，若较低的功率因数没有被校正提升，电力公司除了有效功率外，还要提供与工作非相关的虚功，这导致需要更大的发电机、转换机、输送工具、缆线及额外的配送系统等事实上可被省略的设施，以弥补损耗的不足。有PFC 功能的电子设备配可以帮助改善自身能源使用率，减少电费，PFC也是一种环保科技，可以有效减低造成电力污染之谐波，是对社会全体有益的功能。 PFC电源供应器是如何帮助节省能源? 藉由降低您的电力设备必须传输的电压-电流，以提供一台电源供应器至少所需的供电量。因为产生较少无用的谐波(只会替交流电运输系统增加不必要的负担)，让电力的消耗减少。什么是谐波? 谐波是一种噪音形式，基本上是由复合的60个循环正弦波组合而成的频率所造成。他们通常发生在电源供应器及其它包括计算机在内等多种频率相关机器。谐波会扭曲基本的正弦波波型, 也会在同一系统的水线及接地线造成偏高的电流。[注: 美国的电源线,有3个pins,就是(Live,火线)-(Neutral,水线)-(Ground,地线)] 有哪些国家规定PFC为电子设备的标准配备? 2001年一月，欧盟正式对电子设备谐波有详细规范，规定凡输出在75W~600W范围间之电子设备产品，都必须通过谐波测试[Harmonics test(EN 61000-3-2)]，测量待测物对电力系统所产生的谐波干扰；中国大陆自2002年5月起，规范凡政府机关采购之电子设备，皆将功率因数校正(PFC)视为电子设备的标准配备功能；日本已着手研拟关于节约电力的各项方案，这是一种未来的趋势，相信在不久的将来，其它国家将陆续跟进。什么是主动式/被动式功率因数校正(Active/Passive PFC)? 被动式PFC，使用由电感、电容等组合而成的电路来降低谐波电流，其输入电流为低频的50Hz到60Hz，因

有源功率因数校正技术及控制方式分析_张浩

第25卷第3期上海电力学院学报V o l .25,N o .3　2009年6月 J o u r n a l o f S h a n g h a i U n i v e r s i t y o f E l e c t r i c P o w e r J u n e 2009 文章编号:1006-4729(2009)03-0201-07 有源功率因数校正技术及控制方式分析收稿日期:2009-03-30 作者简介:张浩(1962-),男,博士,教授,博士生导师,江苏无锡人.主要研究方向为电力系统自动化,工业以太网, 现场总线,电力监测与管理,电力企业信息化等.E -m a i l :h z h a n g k @y a h o o .c o m .c n . 张　浩,许龙虎 (上海电力学院电力与自动化工程学院,上海　200090) 摘　要:电力电子设备谐波污染问题越来越严重,功率因数校正技术是解决该问题的最有效方法,而有源功率因数校正(A P F C )技术因其独特的优势成了该领域的研究重点.介绍了功率因数的定义和校正原理,并根据有源功率因数校正电路说明了A P F C 的工作原理,重点阐述了A P F C 技术的各种控制方法及其未来的发展趋势. 关键词:有源功率因数;校正技术;控制方式中图分类号:T P 217+.3 文献标识码:A A c t i v e P o w e r F a c t o r C o r r e c t i o n T e c h n o l o g y a n dC o n t r o l Me t h o d s A n a l y s i s Z H A N GH a o ,X UL o n g -h u (C o l l e g e o f E l e c t r i c P o w e r a n dA u t o m a t i o nE n g i n e e r i n g ,S h a n g h a i U n i v e r s i t y o f E l e c t r i c P o w e r ,S h a n g h a i 200090,C h i n a ) A b s t r a c t :　T h eh a r m o n i c p o l l u t i o np r o b l e m o f p o w e r e l e c t r o n i cd e v i c e s b e c o m e s m o r ea n dm o r e s e r i o u s ,a n d p o w e r f a c t o r c o r r e c t i o n t e c h n o l o g y i s t h e m o s t e f f e c t i v e m e t h o d t o s o l v e t h i s p r o b l e ma n d t h e a c t i v e p o w e r f a c t o r c o r r e c t i o n(A P F C )t e c h n o l o g y h a s b e c o m e t h e r e s e a r c hf o c u s o w i n gt oi t s u n i q u e a d v a n t a g e s .T h ed e f i n i t i o na n dp r i n c i p l e s o f p o w e r f a c t o r c o r r e c t i o na r ei n t r o d u c e d ,t h e w o r k i n g p r i n c i p l e o f A P F Ct e c h n o l o g y i s s h o w e d a c c o r d i n g t o t h e A P F Cc i r c u i t .T h e d e v e l o p m e n t t r e n d a n d v a r i o u s c o n t r o l m e t h o d s o f A P F Ct e c h n o l o g y a r e m a i n l y a n a l y z e d .K e y w o r d s :　a c t i v e p o w e r f a c t o r ;c o r r e c t i o n t e c h n o l o g y ;c o n t r o l m e t h o d s 随着我国经济的发展,各种换流设备的使用越来越多、容量越来越大,加上一些非线性用电设备接入电网,将其产生的谐波电流注入电网,使公用电网的电压波形发生畸变,造成电能质量下降,威胁电网和包括电容器在内的各种电气设备的安全经济运行.为了提高电网的供电质量,限制高次谐波污染,国内外电气组织先后制定了相关标准,我国国家技术监督局1993年颁布了G B /T 14549 -93电能质量公用电网谐波,国际电工委员会(I E C )1998年制定了I E C 61000-3-2标准 [1] .解决电力电子设备谐波污染问题的方法有两种:一是对电网采用滤波补偿;二是对电力电子设备本身进行改进,即进行功率因数校正.相对来说,功率因数校正能够更有效地消除整流装置的谐波,具有更广泛的前景,已经成为电力电子技术的一个重要研究方向[2] .

国家对GHz无线设备发射功率的限制以及相关规定

国家对无线设备发射功率的限制以及相关规定关于调整频段发射功率限值及有关问题的通知？信部无[2002]353号各省、自治区、直辖市无线电管理机构，各相关单位：？为适应无线通信技术的发展，为科研、生产单位研发新技术、新产品提供研究频段及便利条件，满足无线电通信业务的需求，根据我国无线电频率划分规定及频谱使用情况，并参照国际上通用的技术标准。决定调整频段无线电发射设备的部分技术参数，现将有关事项通知如下：？一、自发文之日起，调整 - GHz频段无线电发射设备的主要技术指标如下：？ (一)等效全向辐射功率(EIRP)：？天线增益＜10dBi时：≤100 mW或≤20 dBm；？天线增益≥10dBi时：≤500 mW或≤27 dBm。？ (二)最大功率谱密度：？ 1．直接序列扩频或其它工作方式：？天线增益＜10dBi时：≤10 dBm / MHz(EIRP)；？天线增益≥10dBi时：≤17 dBm / MHz(EIRP)；？ 2．跳频工作方式：？天线增益＜10dBi时：≤20 dBm / MHz(EIRP)；？天线增益≥10dBi时：≤27 dBm / MHz(EIRP)。？ (三)载频容限：20 ppm？ (四)带外发射功率(在频段以外)：？ ≤-80 dBm / Hz (EIRP)。？ (五)杂散发射(辐射)功率(对应载波±倍信道带宽以外)：？ ≤-36 dBm / 100 kHz (30 - 1000 MHz)；？ ≤-33 dBm / 100 kHz - GHz)；？ ≤-40 dBm / 1 MHz - GHz)；？ ≤-40 dBm / 1 MHz - GHz)；？ ≤-30 dBm / 1 MHz (其它1 - GHz)。？

单级功率因数校正(PFC)变压器的设计

单级功率因数校正（PFC)变压器的设计 1引言为了减少对交流电网的谐波污染，国际上推出了一些限制电流谐波的标准，如IEC 1000- 3-2，它要求开关电源电源必须采取措施降低电流谐波含量。为了使输入电流谐波满足要求，必须加入功率因数校正（PFCPFC）。目前应用得最广泛的是PFC级＋DC/DC级的两级方案，它们有各自的开关器件和控制电路。这种方案能够获得很好的性能，但它的缺点是电路复杂，成本高。在单级单级功率因数校正变换器[1]中，PFC级和DC/DC级共用一个开关管和一套控制电路，在获得稳定输出的同时实现功率因数校正。这种方案具有电路简单、成本低的优点，适用于小功率场合。本文介绍了一种单级PFC变换器的基本原理及其设计设计过程。 2单级PFC变换器单级PFC变换器的原理图，是一种基于脉宽调制（PWM）的变换器。变换器的PFC级采用Boost 电感电路，而DC/DC级采用双管单端正激电路结构。 PWM集成芯片采用了UC3842，是一种电流型控制的专用芯片，具有电压调整率高、外围元器件少、工作频率高、启动电流小的特点。其输出驱动信号通过隔直电容，连接在驱动变压器变压器原边。驱动变压器采用副边双绕组结构，得到两路同相隔离的驱动信号，从而实现了DC/DC级的双管驱动。变换器的过流保护由电阻R9检测到开关管的过流信号，封锁UC3842的输出信号，实现过流保护。电压负反馈控制由电阻R12和R13获得输出电压信号。变换器的工作原理简述如下：当变换器接通电源时，输入交流电压整流后的直流电压经电阻R17降压后，给UC3842提供启动电压。进入正常工作后，二次绕组N3提供UC3842的工作电压（12 V）；绕组N2的高频电压经整流滤波，由TL431获得偏差信号，经光耦隔离后反馈到UC3842，去控制开关管的导通与截止，实现稳压的目的。在一个开关周期Ts内，控制Boost 电感工作在不连续导电模式（DCM）下，使得输入电流波形自然跟随输入电压波形，从而实现了功率因数校正。 3变换器的设计 3.1 EMI滤波器的设计 EMI滤波器能有效地抑制电网噪声，提高电子仪器、计算机和测控系统的抗干扰能力及可靠性[2]。单级PFC变换器的PFC级工作在不连续导电模式下，其输入电流波形为脉动三角波，因此其前端需添加EMI滤波器以滤除高频纹波。 EMI滤波器电路，包括共模扼流圈（亦称共模电感）和滤波电容。共模电感主要用来滤除共模干扰，其电感量与EMI滤波器的额定电流有关。本文中的单级PFC变换器的额定电流为1 A，取共模电感值为15 mH。滤波电容C11和C13主要滤除串模干扰，容量大致为0.01μ F～0.47 μ F。C14和C15跨接在输入端，并将电容器的中点接地，能有效抑制共模干扰，容量范围是2200 pF～0.1 μ F。 3.2功率器件的选取变换器的开关器件一般均选用功率场效应管（MOSFET），依据输入最高电压时输出最大电流的要求来确定其电压与电流等级，并预留有1.5～2倍的电压和2～3倍的电流裕量。在单管变换器中，开关器件的电压UCEO通常可按经验公式选取

网优参考信号功率设置说明

参考信号功率设置实际优化过程中，根据覆盖调整需要经常要修改 RS POWER ，华为MML 对应修改命令为MOD PDSCHCFG (修改PDSCH 配置信息)，如下 W3D FDSCHCFG: LOCALCELL ：D-1, REFERENCES! GHALFWR-5 2: Refere nceSig nalPwr 参考信号功率，含义：该参数表示每物理天线的小区参考信号的功率值。注意是每物理天线的小区参考信号，默认配置为 9.2dBm ，具体公式如下： DL _RS_Power = 单天线发射功率-10log(Nsubcarriers)+ 10log(1+Pb) =(46-10log(8))-30.8+ 3=9.2dBm 10log(1+Pb)为RS 增强技术引入的增益 46dBm 为单小区发射功率，单天线发射功率 =46- 10log(8)=37dBm=5W Nsubcarriers 表示20M 带宽内子载波的数量，20M 带宽内总共100个RB ，每个RB 包含12个子载波，100个RB 总共有1200个子载波这样按照默认配置，现网单小区配置，小区功率为单天线功率 *8=5W*8=40W=46dBm 后台DSP CELL 查询小区状态时，能够查询到该小区单天线发射功率。号关断状态主基帯处理板信息小区拓扑结枸最犬发射功率心1毫瓦分贝) 启动 0-0-2 启动 0-0-2 NVLL MODPDSCHCFG 本堆小区标亡 1 ±1 基述:模式 65535 4ZiBm-15.05W

查询FESCWS信息本地小1K标识薑考信号功CO 1毫瓦分贝〕FE J"：~I 2 ] 142 ] 3 92 黠果个敎=引通过以上截图可以看出设置为9.2dBm时，小区最大发射功率为5W*8=40W , 设置为14.2dBm时，小区最大发射功率为15.85W*8=126.8W ，所以提升RS POWER需考虑RRU功率，不能超过RRU发射总功率，特别是双模改造站点，还需要考虑TDS载波功率。根据RS POWER设置值来计算小区发射功率单天线发射功率=RS POWER - 10log(1+Pb) + 10log(Nsubcarriers) 发射功率计算附件：直接输入RS POWER，可直接计算出小区最大发射功率。小区功率计算.xlsx

PFC开关电源功率因数校正原理

ＰＦＣ开关电源功率因数校正原理ＰＦＣ开关电源功率因数校正原理一、什么是功率因数补偿，什么是功率因数校正：功率因数的定义为有功功率与视在功率的比值．功率因素补偿:这项技术主要是针对因具有感性负载的交流用电器具的电压和电流不同相(图1)而引起的供电效率低下,提出的改进方法(由于感性负载的电流滞后所加电压,电压和电流的相位不同,使供电线路的负担加重,导致供电线路效率下降,这就要求在感性用电器具上并联一个性质相反的电抗元件.用以调整该用电器具的电压、电流相位特性.例如:当时要求所使用的40W日光灯必须并联一个4.75μF的电容器).用电容器并联在感性负载的两端,利用电容上电流超前电压的特性,用以补偿电感上电流滞后电压的特性,使总的特性接近于阻性,从而改善效率低下的方法叫做功率因数补偿(交流电的功率因数可以用电源电压与负载电流两者相位角的余弦函数值cosφ表示)。图1 在具有感性负载中供电线路中电压和电流的波形

常规开关电源功率因数低是由于开关电源都是在整流后,用一个大容量的滤波电容使输出电压平滑,因此负载特性呈现容性.这就造成了交流220V在整流后,由于滤波电容的充、放电作用,在其两端的直流电压上出现略呈锯齿波的纹波.滤波电容上电压的最小值远非为零,与其最大值(纹波峰值)相差并不多. 图2 全波整流电压和AC输入电流波形因为根据整流二极管的单向导电性,只有在AC线路电压瞬时值高于滤波电容上的电压时,整流二极管才会因正向偏置而导通,而当AC输入电压瞬时值低于滤波电容上的电压时,整流二极管因反向偏置而截止.也就是说,在AC线路电压的每个半周期内,只是在其峰值附近,二极管才会导通.虽然AC输入电压仍大体保持正弦波波形,但AC输入电流却呈高幅值的尖峰脉冲,如图2所示.这种严重失真的电流波形含有大量的谐波成份,引起线路功率因数严重下降. 在正半个周期内(180o),整流二极管的导通角大大小于180o,甚至只有30o～70o.由于要保证负载功率的要求,在极窄的导通角期间,会产生极大的导通电流,使供电电路中的供电电流呈脉冲状态.它不仅降低了供电的效率,更为严重的是,它在供电线路容量不足或电路负载较大时,会产生严重的交流电压波形畸变(图3),并产生多次谐波,从而干扰了其它用电器具的正常工作(这就是电磁干扰－EMI和电磁兼容－EMC问题)。

UC3854的单级式功率因数校正

文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 基于UC3854的单级式功率因数校正的研究 *引言近年来，随着电子技术的发展，各种办公自动化设备，家用电器，计算机被大量使用，然而，在这些设备的内部都离不开一个共同的“心脏”——开关电源，即将市电转化为直流电源，以供给系统的需求。在这个转换过程中，由于一些非线性元件的存在，导致输入的交流电压虽然是正弦的，但输入的交流电流却严重畸变，功率因数PF=0.67。如图1所示。图1.输入电压电流波形脉冲状的输入电流，含有大量的谐波，而谐波的存在，不但对公共电力系统产生污染，易造成电路故障，而且严重降低了系统的功率因数。本课题基于此问题进行有源功率因数校正技术的模拟控制策略研究，设计了基于UC3854为核心的功率因数校正系统，实现了电源装置网侧电流正弦化，功率因数接近1，极大地减少了电流谐波，消除了对公共电力系统的污染。 1．主电路拓扑结构主电路采用单级功率因数校正器，主要是将PFC级和DC/DC变换级集成在一起，两级共用一只功率器件，它与传统的两级电路相比省掉了一只功率器件，增加了一个二极管。系统拓扑如图2所示。另外，其控制采用常规的PWM方式，相对简单。 iac AC PFC DC/DC 图2.单级有源功率因数校正

文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持. 2.有源功率因数校正电路原理有源功率因数校正电路原理整流器输出电压u d 、升压变换器输出电容电压u C 与给定电压U *c 的差值都同时作为乘法器的输入，构成电压外环, 而乘法器的输出就是电流环的给定电流I *s 。升压变换器输出电容电压u C 与给定电压U *c 作比较的目的是判断输 EMI 滤波器 u i i i ＋－ u d C 1 P WM 形成电路L 1 V 乘法器 i F * s I u d VD C 采样滤波 U o u C －＋△ ∞* c U

功率因数校正电路(pfc)电路工作原理及应用

功率因数校正(英文缩写是PFC)是目前比较流行的一个专业术语。PFC 是在20世纪80年代发展起来的一项新技术，其背景源于离线开关电源的迅速发展和荧光灯交流电子镇流器的广泛应用。PFC 电路的作用不仅仅是提高线路或系统的功率因数，更重要的是可以解决电磁干扰(EMI)和电磁兼容(EMC)问题。线路功率因数降低的原因及危害导致功率因数降低的原因有两个，一个是线路电压与电流之间的相位角中，另一个是电流或电压的波形失真。前一个原因人们是比较熟悉的。而后者在电工学等书籍中却从未涉及。功率因数(PF)定义为有功功率(P)与视在功率(S)之比值，即PF=P/S 。对于线路电压和电流均为正弦波波形并且二者相位角Φ时，功率因数PF 即为COS Φ。由于很多家用电器(如排风扇、抽油烟机等)和电气设备是既有电阻又有电抗的阻抗负载，所以才会存在着电压与电流之间的相位角Φ。这类电感性负载的功率因数都较低(一般为0.5-0.6)，说明交流(AC)电源设备的额定容量不能充分利用，输出大量的无功功率，致使输电效率降低。为提高负载功率因数，往往采取补偿措施。最简单的方法是在电感性负载两端并联电容器，这种方法称为并联补偿。 PFC 方案完全不同于传统的“功率因数补偿”，它是针对非正弦电流波形而采取的提高线路功率因数、迫使AC 线路电流追踪电压波形的瞬时变化轨迹，并使电流与电压保持同相位，使系统呈纯电阻性的技术措施。长期以来，像开关型电源和电子镇流器等产品，都是采用桥式整流和大容量电容滤波电路来实现AC-DC 转换的。由于滤波电容的充、放电作用，在其两端的直流电压出现略呈锯齿波的纹波。滤波电容上电压的最小值远非为零，与其最大值(纹波峰值)相差并不多。根据桥式整流二极管的单向导电性，只有在AC 线路电压瞬时值高于滤波电容上的电压时，整流二极管才会因正向偏置而导通，而当AC 输入电压瞬时值低于滤波电容上的电压时，整流二极管因反向偏置而截止。也就是说，在AC 线路电压的每个半周期内，只是在其峰值附近，二极管才会导通(导通角约为70°)。虽然AC 输入电压仍大体保持正弦波波形，但AC 输入电流却呈高幅值的尖峰脉冲，如图l 所示。这种严重失真的电流波形含有大量的谐波成份，引起线路功率因数严重下降。若AC 输入电流基波与输入电压之间的位移角是Φ1，根据傅里叶分析，功率因数PF 与电流总谐波失真(度)THD 之间存在下面关系：而是由二极管、电阻、电容和电感等无源元件组成。无源PFC 电路有很多类型，其中比较简单的无源PFC 电路由三只二极管和两只电容组成，如图2所示。这种无源PFC 电路的工作原理是：当50Hz 的AC 线路电压按正弦规律由0向峰值V m 变化的1/4周期内(即在0