单相功率因数校正电路的设计与研究论文
单相功率因数校正电路

【知识 | 写作答案】单相功率因数校正电路导语:单相功率因数校正电路是一种用来提高电力系统功率因数的装置。
本文将从什么是功率因数、为什么需要校正功率因数以及单相功率因数校正电路的原理和应用等方面展开,带您全面了解单相功率因数校正电路。
一、什么是功率因数?功率因数是指电路中有功功率与视在功率的比值,用cos(φ)表示,其中φ为电路中的相位角。
功率因数是一个描述电路所消耗或所提供的有效功率与总功率之间比值的重要参数。
当功率因数为1时,电路所消耗的有功功率与所提供的总功率完全一致,电路运行高效。
而当功率因数小于1时,电网损耗加大,效率降低,造成能源浪费。
二、为什么需要校正功率因数?校正功率因数的重要性在于提高电力系统的效率和可靠性。
电力系统中功率因数低不仅会导致能源浪费,还会引起电网电流过大、线路和设备过载、线损加大等问题。
功率因数低还会导致电动机效率下降,影响电气设备的寿命。
对于电力系统来说,校正功率因数是一项必不可少的工作。
三、单相功率因数校正电路的原理单相功率因数校正电路采用了电子电路技术,通过合理的电路设计和控制方法来调整电路的功率因数。
其基本原理是通过添加合适的电路,实现对电流和电压的相位调整,从而使得电路的功率因数接近于1。
单相功率因数校正电路的核心部件是功率因数校正电容器,它根据电路的工作情况来调整电流和电压的相位关系。
通过合理选择和调整校正电容器的参数,可以精确校正功率因数,提高电路的能耗效率。
四、单相功率因数校正电路的应用单相功率因数校正电路广泛应用于家庭电器、办公场所、商业设施、工厂厂房等各类电力系统。
在这些场合中,电器设备常常工作在不同负载条件下,功率因数波动较大。
通过使用单相功率因数校正电路,可以有效地提高电力系统的功率因数,减少能源浪费,提高设备的效率和寿命。
结语:单相功率因数校正电路是一种提高电力系统效率和可靠性的重要装置。
本文从功率因数的概念入手,解释了为什么需要校正功率因数,并介绍了单相功率因数校正电路的原理和应用。
单相功率因数校正电路的设计与研究论文

单相功率因数校正电路的设计与研究论文摘要:单相功率因数校正电路是一种用于提高电力系统功率因数的电路装置。
本文以单相电力系统的功率因数校正为目标,对单相功率因数校正电路进行了设计与研究。
文章首先分析了单相功率因数校正的原理与意义,然后根据需求设计了一套单相功率因数校正电路,并进行了详细的实验与测试。
结果显示,该单相功率因数校正电路能够有效提高系统的功率因数,达到预期的效果。
关键词:单相电力系统、功率因数校正、电路设计、研究1.引言单相电力系统中,功率因数是衡量电力系统能量利用效率的一个重要指标。
功率因数是指有功功率与视在功率之间的比值。
当系统的功率因数低于1时,电网会出现无效功率,造成能量的浪费。
因此,单相功率因数校正电路的设计与研究具有重要的实际意义。
2.单相功率因数校正的原理与意义单相功率因数校正的原理是通过改变负载电路的电流波形,使其与电源电压波形保持一致,从而提高功率因数。
通过增加并联电容或改变电路的相角,可以对功率因数进行调节。
功率因数校正的意义在于提高电力系统的能源利用率,降低电网的无效功率损耗。
3.单相功率因数校正电路的设计根据单相功率因数校正的原理与需求,设计了一套单相功率因数校正电路。
该电路由交流电源、并联电容、三角形三角波发生器、比较器等组成。
交流电源提供电压供电,通过并联电容和三角波发生器的输出进行比较,得到比较器的输出信号,最后控制负载电流波形,实现功率因数校正。
4.实验与测试为验证单相功率因数校正电路的性能,进行了详细的实验与测试。
首先搭建了实验平台,连接电源、负载,同时进行电流、电压和功率因数的测量。
然后通过比较实验数据,分析功率因数校正前后的差异。
实验结果显示,通过单相功率因数校正电路的设计,系统的功率因数得到了明显的提高。
5.结论本文针对单相电力系统的功率因数校正问题,进行了电路设计与研究。
通过实验测试,验证了单相功率因数校正电路的有效性。
该电路能够提高电力系统的功率因数,达到节能减排的目的。
单相功率因数校正电路的设计与研究论文

单相功率因数校正电路的设计与研究论文摘要目前,能源的高效利用已成为世界各国的共同关注点,而单相功率因数校正电路正是其中一种提高能源利用效率的重要技术。
本论文以单相功率因数校正为研究对象,设计了一种电路用于校正功率因数,并进行了详细的研究。
实验结果表明,该电路能够有效地提高单相电路的功率因数,达到高效能源利用的目的。
本文内容分为引言、单相功率因数校正电路设计、实验结果与分析等部分,共计约1200字。
1.引言在电气系统中,功率因数是评估电路能量利用效率的关键指标之一、低功率因数会导致电路中存在较大的无功功率、功率损耗增加、电流波形不纯等问题,不仅会造成能源的浪费,还可能对电气设备产生不良影响。
因此,提高单相电路的功率因数成为重要的技术难题。
2.单相功率因数校正电路设计2.1功率因数校正原理单相功率因数校正电路的设计基于功率因数校正原理。
功率因数校正原理是将电容器接在负载电路中,通过电容器的无功功率消耗来抵消电路中的无功功率。
因此,可以通过调节电容器的电容值和电容器与电路的连接方式来实现功率因数的校正。
2.2单相功率因数校正电路的设计思路首先,选择合适的电容器非常重要。
电容器的电容值决定了它能够提供的无功功率容量,因此需要根据负载电路的特点来选择合适的电容器。
其次,电容器的连接方式也需要考虑。
常见的电容器连接方式有谐振方式和并联方式,需要根据电路的特点来选择适合的连接方式。
最后,设计适当的控制电路来对电容器进行控制。
根据负载电流的大小和相位角的变化,调整控制电路对电容器的充放电过程,以实现功率因数校正的效果。
3.实验结果与分析在实验中,我们选择了合适的电容器,并采用了并联连接方式。
通过设计适当的控制电路,实现了对电容器的控制。
实验结果表明,所设计的单相功率因数校正电路能够有效地提高单相电路的功率因数。
同时,我们对校正前后的功率因数进行了比较分析。
校正后,功率因数明显提高,无功功率损耗明显减少,电流波形纯净,能源利用效率显著提高。
单相有源功率因数校正电路的设计与实现

单相有源功率因数校正电路的设计与实现引言在电力系统中,功率因数是衡量电路有用功率和视在功率之间关系的一个重要参数。
功率因数不高会导致电网负荷增加、能源浪费等问题。
为了解决这些问题,我们需要设计和实现一个单相有源功率因数校正电路。
本文将详细介绍单相有源功率因数校正电路的设计原理、实现方法以及相关注意事项。
设计原理单相有源功率因数校正电路主要通过引入合适的补偿电流来改善系统的功率因数。
其基本原理是利用控制器对负载端的电流进行采样,并通过控制信号驱动逆变器输出合适的补偿电流。
具体来说,该校正电路包含以下几个主要组成部分:1.采集模块:用于采集负载端的电流信号。
2.控制模块:通过对采集到的信号进行处理,生成控制信号。
3.逆变器模块:将控制信号转换为逆变器输出的补偿电流。
4.滤波模块:对逆变器输出进行滤波处理,以确保补偿电流的稳定性。
5.反馈模块:将逆变器输出的补偿电流反馈到负载端,实现功率因数校正闭环控制。
设计步骤步骤一:采集模块设计采集模块主要用于采集负载端的电流信号。
常用的采集方法有两种:传感器式采集和非传感器式采集。
1.传感器式采集:通过电流互感器或霍尔传感器等,将负载端的交流电流转化为低频信号。
然后通过滤波和放大电路,将信号处理成微弱但具有较高精度的直流电压信号。
2.非传感器式采集:利用测量负载端两个相邻导线之间的压差来计算负载端的电流值。
这种方法不需要直接接触负载线路,可以减少对系统的干扰。
步骤二:控制模块设计控制模块主要对采集到的负载端电流信号进行处理,并生成相应的控制信号。
主要包括以下几个步骤:1.信号放大与滤波:对采集到的低频信号进行放大和滤波处理,以提高信号质量和减小干扰。
2.采样与比较:将处理后的信号与参考信号进行比较,得到误差信号。
3.控制算法:利用控制算法(如PID控制)对误差信号进行处理,生成控制信号。
步骤三:逆变器模块设计逆变器模块主要将控制模块生成的控制信号转换为逆变器输出的补偿电流。
Boost单级功率因数校正与仿真毕业设计论文

毕业设计论文Boost单级功率因数校正与仿真毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
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作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
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作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
单相有源功率因数校正电路的抗干扰设计

电气 电力 IC 6 0 032或 E 10 —— E 10 —— N 6 0 032的 电磁 兼 容标 准要 求 , 电系 统 对 电 子 电器 设 备 的功 率 供
因数提 出 了越 来 越 高 的 要 求 。 功 率 因 数 校 正
・
电能质 量 ・
低压 电器 (0 1 o 1 ) 2 1 N .4
单 相 有 源 功 率 因数 校 正 电路 的 抗 干 扰 设 计
洪 文 , 邓联 文 , 谢 海鹏 , 齐迎 宾 , 顾 升 宇
( 中南大 学 物理 科 学与技 术 学 院 , 南 长 沙 4 0 8 ) 湖 10 3
d s n d w ih w s a pi o o t z o e a t or t n P C)cru s b s bi i n ie ls i h e i e hc a p l d t pi e p w rfc r cr ci ( F g e mi o e o i i y et l hn a d a w t ct a s g c
Abs r t tac :Bo s o oo y wa n lz d a d a s th c nto ta e ( te te nii e fr n e a lt s o tt p lg s a a y e n wic o r lsr t g t)srngh n a t—ntre e c bi y wa y i
男 , 士研究 生 , 硕 研 究 方 向 为 电 力 电 子
输入有干扰情况下 , 功率因数由 0574提高到 0850 且电压输出稳定 Байду номын сангаас .5 .0 , 斤关损耗低。
关键 词 : 率 因数 校 正 ; o s 拓 扑 结 构 ; 干扰 ; 制 策 略 功 B ot 抗 控
硕士学位论文单相 boost 功率因数校正技术研究
CCM单相boost功率因数校正系统的分析与研究
CCM单相boost功率因数校正系统的分析与研究摘要本文设计了一种高功率因数、低电磁干扰的单级CCM-BOOST功率因数校正电路。
首先对有源功率因数校正电路进行了详细的分析。
基于对有源功率因数校正电路的双级式和单级式结构的特点比较,本文采用了单级式的电路结构。
选择Boost电路为有源功率因数校正电路的主电路,给出了Boost电路的组成并分析了它的工作过程。
在此基础上本文采用连续导电工作模式(CCM)和平均电流控制策略,并应用DSP作为有源功率因数校正电路的控制芯片。
对TMS320LF2407A芯片的工作原理及各引脚功能作了介绍,对相应的控制部分的控制输入、乘法器、电压环和电流环部分进行了详细的分析。
最后,在上述对有源功率因数校正电路做了优化基础上,在输入电压为市电220V/50Hz条件下,对有源功率因数校正电路进行优化,输出400V直流电,并应用MATLAB软件进行了仿真计算。
关键词:功率因数校正PFC技术;MATLAB仿真;Boost电路AbstractA single stage CCM-BOOST power factor correction circuit with high power factor and low electromagnetic interference is designed in this paper. First of all, the active power factor correction circuit is analyzed in detail. Based on the comparison of the two stage and single stage structures of the active power factor correction (APFC) circuit, a single stage circuit is adopted in this paper. The Boost circuit is selected as the main circuit of the active power factor correction circuit, and the composition of the Boost circuit is given and its working process is analyzed. On this basis, the continuous conduction mode (CCM) and the average current control strategy are adopted in this paper, and DSP is used as the control chip of active power factor correction circuit. The working principle of TMS320LF2407A chip and the functions of each pin are introduced. The control input, multiplier, voltage loop and current loop part of the control part are analyzed in detail. Finally, based on the above optimization of active power factor correction circuit, the active power factor correction circuit is optimized under the condition of input voltage of 220V/50 Hz, and 400V DC power is output, and the simulation is carried out by using MATLAB software.Key words: power factor correction (PFC) PFC technology; MATLAB simulation; Boost circuit目录摘要 (I)Abstract (II)1、前言 (1)1.1研究背景及意义 (1)1.2研究价值 (1)1.3国内外研究现状 (1)1.4研究方法 (3)2、基于DSP的PFC数字系统采样硬件设计 (4)2.1数字控制平台选取及外围电路设计 (4)2.1.1 DSP控制器的选用 (4)2.1.2 时钟模块硬件电路 (6)2.1.3 复位电路 (7)2.1.4DSP控制器晶振电路 (8)2.2数字控制器的主电路设计 (8)2.2.1有源功率因数校正电路的原理 (8)2.2.2采样算法和采样频率的选择 (9)2.2.3 PWM信号的产生 (11)2.2.4 PFC升压转换器的结构 (14)2.3 Boost型功率因数校正器的设计与实现 (14)2.3.1前馈电压环节(Fcn(qk))的设计 (14)2.3.2电压反馈环节(Fcn(bk))的设计 (15)2.3.3电流环(Fcn(I))的设计 (16)3、单相有源功率因数校正电路仿真 (17)3.1 建立仿真模型 (17)3.2 仿真结果分析 (18)3.3 对系统进行分析 (23)总结 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录 (28)1、前言1.1研究背景及意义随着功率半导体开关器件技术有了一定的进步,促使了电力电子变流装置技术的飞速发展,同时也出现了基础以脉宽调制(PWM)控制的各种变流装置:比如高频开关电源、变流器、逆变电源以及各类特种变频器等等,电力电子装置在整个国民经济各个领域中得到了广泛的应用。
一种小功率单级功率因数校正电路
一种小功率单级功率因数校正电路摘要:讨论一种单级功率因数校正电路的原理,并分析其实验结果。
1引言对于较小功率的变换器,若采用复杂的功率因数校正电路来提高源侧功率因数,会导致成本增加,失去应用价值。
本文所讨论的电路为采用升压电感和双正激电路组合的方式,完成功率因数校正和功率输出。
2电路原理电路原理图如图1所示。
图中L1,VD2,VD3,开关管S1和储能电容C1组成了一个工作于DCM(电流断续工作方式)的升压(BOOST)变换器。
图1电路原理图该电路采用一块UC3845作为控制芯片,反馈信号来自输出端。
UC3845的驱动信号经过一个小变压器,变为两路同相位的驱动信号,分别驱动两只开关管S1和S2。
由于没有电流取样,电路只能工作于DCM方式,否则电路中电流会失控。
该电路首先要保证输出稳压,故占空比变化不大,电流波形如图2所示。
图2电流断续控制模式(DCM)在DCM方式下,每一开关周期T内,输入电流的峰值ip为:ip=Uin×D×T/L1(1)式中:D—占空比T—开关周期Uin—输入电压L1—输入电感在每一开关周期T内平均输入电流iave为:iave=ipD=UinD2T/L1(2)由于开关频率足够高,可以认为在一个开关周期内Uin是不变的。
当占空比和开关频率不变时,输入电流的平均值正比于输入电压,它可以自动"跟踪"输入电压呈正弦波形,从而起到功率因数校正的作用。
在DCM方式下,应满足:Uin×ton≤(Uc-Uin)×toff(3)式中:Uin—输入电压;ton—导通时间;Uc—电容C1电压;toff—关断时间。
当上式取等号时,有最大占空比Dmax=ton/(ton+toff)=(Uc-Uin)/Uc(4)电容电压Uc受电容器耐压值及成本的限制,不能取得太高,这里取430V。
根据国内电网的情况,当输入电压有效值为260V时,占空比Dmax=(430-260×1.414)/430=14.5%。
功率因数校正(论文)
Keyword:powerfactor correction, rectifier,UC3854
第一章 引 言
1.1
随着电力电子技术的飞速发展,各种电力电子装置在电力系统、工业、交通和家庭中的应用日益广泛,而谐波所造成的危害也日益严重,这己经严重阻碍了电力电子技术的发展。
从220V交流电网经整流供给直流是电力电子技术及电子仪器中应用极为广泛的一种基本变流方案。在含有AC/DC变换器的电力电子装置中,DC/DC变换器或DC/AC变换器的供电电源一般是由交流市电经整流和大电容滤波后得到较为平直的直流电压。大家都知道整流器——电容滤波电路是一种非线性元件和储能元件的结合,因此,虽然输入交流电压是正弦波,而输入交流电流却是一个时间很短、峰值很高的周期性尖峰电流,波形严重畸变。对这种畸变的输入电流进行傅立叶分析,它除含有基波外,还含有大量的高次谐波分量。这些高次谐波倒流入电网,引起严重的谐波“污染”,造成严重危适应了电力电子技术的发展方向,近年来受到广泛重视。目前,国内外在PFC控制技术、数学模型的建立、检测手段等方面都作了大量的研究。对于小功率(100 W以下)AC-DC开关电源,现在国内外正在研究单级高功率因数电路(APFC电路和开关电源只用一级电路构成),功率因数可达0.9,而成本只增加5%。
国际产业界也开发研制出许多专用APFC控制芯片,UNITRODE,TOKO、MICROLINER,MOTOROLA等国际知名IC公司生产的APFC控制IC达64种之多,极大的简化了有源功率因数电路的设计,推动了APFC技术的发展和应用。
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目录 (1)1 绪论 (2)1.1开关电源概述................................. 错误!未定义书签。
1.2功率因数校正概述 (2)1.3软开关单相升压功率因数校正 (3)2 有源功率因数校正APFC的基本工作原理与应用 (3)2.1功率因数校正(PFC)的定义及意义 (3)2.1.1 功率因数校正的定义 (3)2.1.2 功率因数校正的意义 (4)2.2有源功率因数校正技术的研究现状 (6)2.3功率因数校正实现方法 (6)2.4有源功率因数校正技术的分类 (7)3 BOOST变换器功率因数硬开关校正电路的仿真 (7)3.1主电路的设计及工作波形图 (7)3.2B OOST变换器基本原理 (8)3.3主电路主要元器件的参数设计 (9)3.3.1 高功率因数校正硬开关AC/DC变换电路技术指标 (9)3.3.2 升压电感的设计 (9)的设计 (10)3.3.3 输出电容CO3.4主电路的仿真与分析 (11)4 BOOST型ZVT-PWM功率因数软开关校正电路的仿真 (14)4.1主电路的设计及工作波形图 (14)4.2B OOST型ZVT-PWM变换器工作原理 (15)4.3B OOST型ZVT-PWM变换器运行模式分析 (15)4.4硬开关技术的缺点 (17)4.5B OOST型ZVT-PWM变换器的优缺点 (19)4.6软开关技术的特性 (19)4.7主电路主要元器件的参数设计 (21)4.7.1 高功率因数校正软开关AC/DC变换电路技术指标 (21)4.7.2 谐振电感Lr的设计 (21)4.7.3 谐振电容Cr的设计 (22)4.8主电路的仿真与分析 (22)5 全文总结 (25)摘要功率因数校正技术是抑制谐波电流、提高功率因数的行之有效的方法,近年来受到了越来越多的关注。
本文在论述有源功率因数校正基本原理的基础上,对有源功率因数校正的主电路拓扑及控制方法进行了分析与比较,总结其特点:对无源功率因数校正(PFC)电路、有源两级功率因数校正(PFC)电路和有源单级功率因数校正(PFC)电路进行了分析及性能比较,指出它们分别适用的场合。
通过比较,选择Boost变换器为主电路拓扑,采用UC3854控制器,设计一容量为500W 的单相有源功率因数校正电路,给出了具体电路参数的计算。
应用非线性优化方法分别对主电路和控制电路的补偿网络进行了优化设计。
对无直流电压传感器的原理进行了详细的分析,并进行了仿真,结果证明了原理电路的可行性。
关键词:功率因数校正,优化,传感器1 绪论1.1 功率因数校正整个电源的谐波干扰和电网污染早已引起人们的关注。
但是,当时的电源数量很少,谐波干扰也相对较小,因此并未引起普遍关注。
在过去的20年中,随着现代经济和技术的飞速发展,越来越多的电气设备被添加到电网中,并且许多谐波分量被创建并通过电网连接到其他电气设备,从而稳定了重要的电子设备,例如计算机。
在操作过程中会发生严重的电磁干扰。
由于传统的稳压电源数量大增,其输入级不控整流器和高压大滤波电容产生的严重谐波电流干扰,已成为强噪声发射源,危害了电网的正常工作,使220V 电网输送线路上损耗剧增,浪费了大量的电能[1]。
开关电源输入级的峰值电流非常高,将电网侧的功率因数从0.5降低到0.65。
即,视在功率远大于有用功率,并且电网的质量受到严重损害。
因此,发达国家正在率先引入各种功率因数校正(PFC)方法来实现“绿色能源”革命,以限制电子制造商访问网络的电气设备的电流谐波国际标准IEC555-2,EN60555-2我不得不实施等价值。
功率因数校正电路(PFC)分为有源和无源。
无源补偿电路通常由大容量的电感器,电容器和整流器组成,它们在工频电源上工作。
使用无源功率因数校正技术获得的功率因数不如有源校正电路高,但是功率因数可以提高到0.7-0.8,因此该技术广泛用于中小型电源。
本文主要讨论有功功率因数校正的方法。
自1990年代以来,有源校正电路发展迅速。
您需要在桥式整流器和输出电容器滤波器之间增加一个功率转换电路,以使功率因数接近1。
有源晶体电路在高频开关状态下工作,其体积小,重量轻,比无源晶体电路更有效率。
1.2 软开关单相升压功率因数校正当前,升压电路广泛用于单相整流电源的功率因数校正(PFC)技术。
传统的升压电路在硬开关状态下工作,并且在不连续导通模式下工作时,电感器电流的峰值与输入电压成正比,并且输入电流波形遵循输入电压波形,从而简化了控制。
关断导通电流和大峰值电流会导致大的关断损耗和严重的电磁干扰。
因此,在升压电路中采用软开关技术不但可以提高开关频率,还能解决开关开通与关断损耗、容性开通、感性关断和二极管反相恢复4大难题[2]。
但是,在软开关技术领域,现有技术提出了几种电路,例如谐振转换器,准谐振转换器和零开关PWM 转换器,但是这些电路可以用于单相功率因数校正电路。
它提高了功率因数和系统效率,但总体上并不理想。
在软开关状态下工作的特性是在连续导通模式下工作,优点是与使用传统的硬开关控制技术进行功率因数校正相比,功率开关管的开关损耗和二极管的反向恢复损耗得到了极大的改善。
我们可以看到,通过电路仿真和实际电路设计可以很好地实现功率因数。
出于校正目的,大大降低了功率管的开关损耗,抑制了电磁干扰,并获得了更高的效率。
升压谐振转换器(包括伪谐振和多谐振转换器)的谐振电感和谐振电容一直参与能量传递,并且电压和电流应力很高。
在零开关PWM转换器中,谐振元件并不总是在谐振状态下工作,而是谐振电感串联在主功率环路中,并且损耗相对较大。
谐振转换器完全相同,并提出了一种零转换PWM转换器。
它可以分为零电压转换PWM转换器(Boost ZVT-PWM)和零电流转换PWM转换器(Boost ZCT-PWM)。
这种转换器是软开关技术的又一次飞跃。
它的功能在PWM模式下运行,并且辅助谐振电路仅在主开关被切换以实现开关的软切换时才起作用,否则它不起作用,从而降低了辅助电路的功耗。
此外,辅助电路与主电源电路并联连接,辅助电路的工作不会增加主开关管的电压和电流应力,并且主开关管的电压和电流应力很小。
2 有源功率因数校正APFC的基本工作原理与应用2.1 功率因数校正(PFC)的定义及意义2.1.1 功率因数校正的定义功率因数(PF)是指交流输入有功功率(P)与输入视在功率(S)的比值。
即φγφφcos cos cos 1111=⨯===rmsrms I I I V I V S P PF (2-1) 式中:1I ——交流输入市电的基波电流有效值;rms I ——交流输入市电电流有效值;γ——交流输入市电电流的波形畸变系数;φcos ——交流输入市电的基波电压与基波电流之间的相移因数。
因此,可以将功率因数(PF )定义为失真系数和相移系数的乘积。
假设输入电流中没有谐波1=γ或R I I =1,故上式变为φcos =PF [7]。
功率因数校正的基本原理是在电路中进行测量,以使电源的输入电流实现正弦波并保持输入电压和相位。
功率因数PF 与电流总谐波失真THD 之间的关系可以证明如下:2)(11cos THD PF +==φγ (2-2)这表明要增加PF ,需要降低THD 。
2.1.2 功率因数校正的意义由整流二极管和滤波电容器组成的整流滤波电路非常普遍,但价格低廉,可靠性高,但对电网的谐波污染却非常严重,它由整流二极管和滤波电容器组成。
整流滤波器电路主要具有以下问题。
1.在启动期间会出现大的浪涌电流,大约是正常工作电流的10至几十倍。
1.在正常工作期间,整流二极管的小导通角形成一个窄脉冲,具有高振幅,高电流波峰因数(CF ),并且电流总谐波失真(THD )通常超过100%。
导致电网电压波形失真。
3.低功率因数(PF ),通常约为0.5至0.6。
开关电源的输入级一般采用由整流二极管和滤波电容器组成的整流滤波电路,如图2-1所示,输入220V 交流主整流器后,直接连接滤波电容器以产生更平滑的直流电压。
知道了。
但是,由整流二极管和滤波电容器组成的整流滤波电路是非线性元件和储能元件的组合,但是交流输入市电输入电压Vi 的波形是正弦波,但是整流器件的导通角不够180︒,由于导通角小,输入交流电流波形严重失真,如图2-2所示的脉冲状。
AC R图2-1电路图图2-2 常规开关电源输入电压电流波形大量的整流器电路已用于在供电电网中产生严重失真的非正弦电流,除了基波以外,输入电流还包含许多奇数和谐波分量。
这些波流回电网,造成严重的谐波“污染”,从而造成严重伤害。
主要风险[10]是:1.创建一个“辅助效果”。
即,传输线阻抗处的谐波电流中的电压降会扭曲电网电压(正弦波),并影响各种电气设备的正常运行。
2.谐波会导致传输线和转换线出现故障,从而导致转换设备损坏。
例如,线路和配电变压器过热和过载。
在高压长距离传输系统中,谐波电流会在变压器的电感电抗和系统的电容电抗之间引起LC 谐振,在三相电路中,中性电流是三相三次谐波电流的叠加,因此谐波电流由于过电流等而呈中性。
电流损坏3.谐波也会影响电气设备的正常运行。
例如,除了给电动机增加额外的损耗外,谐波电流还会产生附加的谐波转矩,机械振动等,从而严重影响电动机的正常运行。
谐波会导致白炽灯在更高的电压下工作。
这可能会导致灯丝的工作温度过高或缩短灯丝的寿命。
4.谐波会增加测量设备的谐波误差。
常规仪器是在正弦电压和正弦电流波形的情况下设计和操作的,因此可以确保在测量正弦电压和电流时的准确性,但是使用此仪器测量此非正弦波的量会导致额外的误差。
影响测量精度。
5.谐波会干扰通信电路。
电力线谐波电流通过电场耦合,磁场耦合和公共接地耦合影响通信电路。
综上所述,为了减少来自交流/直流转换器电路输入端的谐波电流和电网谐波“污染”的噪声,它确保了电网的供电质量并提高了电网的可靠性。
为了提高输入端子的功率因数以达到节能效果,必须限制AC/DC 电路输入端子的谐波电流分量。
这表明功率因数的提高在AC/DC 开关电源应用中非常重要。
2.2 有源功率因数校正技术的研究现状PFC 技术的主要方法可以分为无源PFC 技术和有源PFC 技术。
无源PFC 技术采用无源器件,如电感和电容组成的谐振滤波器,实现PFC 功能,主要优点:简单 、成本低、可靠性高及EMI 小等。
主要缺点:难以得到高功率因数,低频时元器件尺寸和重量大,工作性能与频率、负载变化和输入电压变化有关,电感和电容间有大的充放电电流等。