有源功率因數(shù)校正電路文獻綜述

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1、單位代碼密級__________文獻綜述功率因數(shù)校正電路院（系）名稱信息工程學(xué)院專業(yè)名稱通信工程學(xué)生姓名指導(dǎo)教師2012年2月15日黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文(文獻綜述)第12頁功率因數(shù)校正電路摘要隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，各種換流設(shè)備的使用越來越多、容量越來越大，加上一些非線性用電設(shè)備接人電網(wǎng)，將其產(chǎn)生的諧波電流注入電網(wǎng)，使公用電網(wǎng)的電壓波形發(fā)生畸變，造成電能質(zhì)量下降，威脅電網(wǎng)和包括電容器在內(nèi)的各種電氣設(shè)備的安全經(jīng)濟運行。為了提高電網(wǎng)的供電質(zhì)量，限制高次諧波污染，國內(nèi)外電氣組織先后制定了相關(guān)標準，我國國家

2、技術(shù)監(jiān)督局1993年頒布了GB／T14549—93電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波，國際電工委員會(IEC)1998年制定了IEC61000—3—2標準?。解決電力電子設(shè)備諧波污染問題的方法有兩種：一是對電網(wǎng)采用濾波補償；二是對電力電子設(shè)備本身進行改進，即進行功率因數(shù)校正。相對來說，功率因數(shù)校正能夠更有效地消除整流裝置的諧波，具有更廣泛的前景，已經(jīng)成為電力電子技術(shù)的一個重要研究方向。功率因數(shù)校正技術(shù)(英文縮寫是PFC)包括無源功率因數(shù)校正和有源功率因數(shù)校正。無源校正電路通常由大容量的電感、電容組成，只能將功

3、率因數(shù)提高到0.7-0.8，一般應(yīng)用在中小功率電源中。有源功率因數(shù)校正電路是在橋式整流器與輸出電容濾波器之間加入一個功率變換電路，能夠使功率因數(shù)提高到接近1，它工作于高頻開關(guān)狀態(tài)，體積小、重量輕，比無源功率因數(shù)校正電路效率高從20世紀80年代中后期開始成為電力電子領(lǐng)域研究的熱點，90年代后得到了迅速推廣。本文重點介紹有源功率因數(shù)校正技術(shù)及相關(guān)控制方式。關(guān)鍵詞：電網(wǎng)，PFC校正技術(shù)，控制方式黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文(文獻綜述)第12頁前言提高開關(guān)電源的功率因數(shù)，不僅可以節(jié)能，還可以減少電網(wǎng)的諧波污染，

4、提高了電網(wǎng)（簡的供電質(zhì)量。為此研究出多種提高功率因數(shù)的方法，其中，有源功率因數(shù)校正技術(shù)稱APFC）就是其中的一種有效方法，它是通過在電網(wǎng)和電源之間串聯(lián)加入功率因數(shù)校正裝置，目前最常用的為單相BOOST前置升壓變換器原理，它由專用芯片實現(xiàn)的，且具有高效率，電路簡單，成本低廉等優(yōu)點，本文介紹的低成本零點流型APFC控制芯片L6562即可實現(xiàn)該功能。黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文(文獻綜述)第12頁1有源功率因數(shù)1.1功率因數(shù)的定義功率因數(shù)PF定義為：功率因數(shù)（PF）是指交流輸入有功功率（P）與輸入視在功率（

5、S）的比值。PF＝＝=cos=cos（1）式中：γ：基波因數(shù)，即基波電流有效值I1與電網(wǎng)電流有效值IR之比；IR：電網(wǎng)電流有效值；I1：基波電流有效值；UL：電網(wǎng)電壓有效值；cosΦ：基波電流與基波電壓的位移因數(shù)；在線性電路中，無諧波電流，電網(wǎng)電流有效值IR與基波電流有效值I1相等，基波因數(shù)=1，所以PF＝·cosΦ＝1·cosΦ＝cosΦ。當線性電路且為純電阻性負載時，PF＝·cosΦ＝1·1＝1。1.2有源功率因數(shù)校正分類按電路結(jié)構(gòu)分為：降壓式、升/降壓式、反激式、升壓式（boost）。其中

6、升壓式為簡單電流型控制，PF值高，總諧波失真（THD：TotalHarmonicDistortion）小，效率高，適用于75W~2000W功率范圍的應(yīng)用場合，應(yīng)用最為廣泛。它具有以下優(yōu)點：l電路中的電感L適用于電流型控制；l由于升壓型APFC的預(yù)調(diào)整作用在輸出電容器C上保持高電壓，所以電容器C體積小、儲能大；l在整個交流輸入電壓變化范圍內(nèi)能保持很高的功率因數(shù)；l輸入電流連續(xù)，并且在APFC開關(guān)瞬間輸入電流小，易于EMI濾波；黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文(文獻綜述)第12頁2有源功率其他控制方法及發(fā)展趨勢

7、隨著功率因數(shù)校正技術(shù)的快速發(fā)展，尋求更簡化的控制策略、降低功率因數(shù)校正的成本成為該領(lǐng)域的發(fā)展方向，各種控制方法層出不窮。下面簡單介紹幾種典型的控制方法及其發(fā)展趨勢。2.1單周期控制技術(shù)單周期控制技術(shù)是20世紀90年代初由美國加州大學(xué)的KEYUEMSmedley提出的。它不需要乘法器，是一種非線性控制技術(shù)，同時具有調(diào)制和控制的雙重功能，通過復(fù)位開關(guān)、積分器、觸發(fā)電路、比較器達到跟蹤指令信號的目的。它的突出特點是，無論是穩(wěn)態(tài)還是暫態(tài)，它都能保持受控量(通常為斬波波形)的平均值恰好等于或正比于給定值，

8、即能在一個開關(guān)周期內(nèi)，有效地抑制電源側(cè)的擾動，既沒有穩(wěn)態(tài)誤差，也沒有暫態(tài)誤差。單周期控制技術(shù)的基本思想是在每一個開關(guān)周期內(nèi)使受控量的平均值恰好等于或者正比于控制參考量。它具有優(yōu)化系統(tǒng)響應(yīng)、開關(guān)頻率恒定、減小畸變、抑制電源干擾和易于實現(xiàn)等優(yōu)點。這種控制技術(shù)可廣泛應(yīng)用于非線性系統(tǒng)場合。2.2電荷泵控制技術(shù)DICKSONJF1976年首次提出了理想的電荷泵模型。利用電流互感檢測開關(guān)管的開通電流，并給檢測電容充電，當充得的電壓達到控制電壓時關(guān)閉功率開關(guān)管，并同時放掉檢測電容上的電壓，直到下一個時鐘脈沖到