文档介绍：主动式PFC电路
稳定的电源除了能供应系统维持正常的动作外并会影响整个系统的特性, 当负载具高电容性或电感性, 或者电流波形非弦波时, 功率因子远低于1, 致使部分功率反馈回电力的传输在线, 因而会增加传输线的负荷与谐波之干扰. 再加上当今能源缺乏须节约能源的趋势下, 设计生产高效率的电源减少干扰和能源浪费成为众所追求的目标,为了达到这个目标必须提高电源的功率因子(Power Factor, 简称PF). PFC即功率因子校正(Power Factor Correction), 其作用就是为了提高功率因子. LITEON生产的电源产品主要为开关电源(Switching Power Supply, 简称SPS), 本文将针对SPS的主动式PFC(Active Power Factor Correction, 简称APFC)电路进行探讨.
一. PF的相关知识.
N
任一网络N在图标关联参考方向下, 输入网络的瞬时功率P等于电压与电流瞬时值的乘积, 即: p=u*i i
设正弦电压和电流分别为: u +
u=U*Cosωt _
i=U*Cos(ωt-φ) (φ为端口电压与电流的相位差)
则有p=u*I=U*Cosωt*U* Cos(ωt-φ)=U*I*[Cosφ+Cos(2ωt-φ)]
可见瞬时功率是由恒定分量UICosφ和正弦分量两部分组成, 正弦分量的频率是电压频率的两倍. 其中感性网络中φ>0, 容性网络中φ<0. 此时电压和电流的波形如图. 由图可见在每一个周期内有两段时间内u和I的实际方向相反, 此时p<0, 即网络内部储能组件把储存的电磁能量返回电源的缘故.
瞬时功率的实际意义不大, 通常用平均功率P(又称有功功率)来反映网络实际吸收的功率. 根据定义:
P=*=*
=U*I*Cosφ
Cosφ称为电路的功率因子, φ功率因子角(也就是阻抗角), 当电流与电压的参考方向相同时, UICosφ表示吸收功率.
电路的功率因子直接影响发电设备的利用率, 如一额定电压UN=1000V, 额定电流IN=100A的发电机, *100*=50KW. 只有当负载的功率因子为1时, 才能发出100KW的功率. 另一方面当输送相同的功率时, 功率因子低, 则电流就大, 流过线路时, 损耗也就增大.
-DC电路的输入电流谐波分量和功率因子
在AC-DC开关电源的输入端, AC电源经全波整流后, 一般接一个大电容, 如图, 以得到波形比较平直的直流电压. 整流器—电容滤波电路是一种非线性组件和储能组件的组合. 因此, 虽然输入正弦交流电压, 但电流波形却严重畸变, 呈脉冲状, 如图.
由此可见, 大量应用整流电路, 会使电网供给严重畸变的非正弦电流, 造成的严重后果