功率因数校正电路分析报告

第三章功率因数校正电路分析一 : 引言 有源功率因数校正的目的，是要使电源从输入端看就象一个简单的电阻。有源功率因数校正器是靠控制输入电流随着输入电压变化来实现这个目的的。当输入电压和电流之比是个常数，输入就是阻性的，功率因数就等于 1.0 。当这个比值不是常数时，输入就包含 相位移和 / 或谐波失真，功率因数就会下降。 功率因数最一般的定义是实功对视功之比其中 P1 是实功， P2 是视在功率。假如负载是纯阻性的，实功 P1 视 在功率，功率因数就等于 1.0 。假如负载不是纯阻性的，功率因数 就低于 1.0 。 相位移是有源功率因数校正器输入阻抗的电抗的度量。不论电抗是多大，也不管它是感性的还是容性的，都会引起输入电流波形对于输入电压波形的相位移。这个电压和电流间的相位移是功率因数的经典定义，即正弦波电压和电流间的相位角的余弦电压和电流间的相位移的大小表明了负载的阻性程度。假如电抗只占阻抗的一小部分，相位移就比较小。假如有源功率因数校正器的前馈信号或控制环具有相位移，校正就会引入相位移。沟通母线电流滤波也会产生相位移。谐波失真是有源功率因数校正器输入阻抗非线性的度量。输入阻抗随输入电压的任何变化都会引起输入电流的失真，这个失真是引起功率因数下降的另一主要因素。这个失真会增加电流的方均根值 ， 但不会增加传递的总功率。一个非线性负载的功率因数之所以低，是因为电流的方均根值大，而所传递的总功率又小。假如非线性成分较小，谐波失真就小。对于有源功率因数校正器来说，谐波失真来自几个方面，包括前馈信号，反馈环，输出电容、电感，以与输入整流器。有源功率因数校正器能很容易地获得高输入功率因数，一般都大于 0.9 。但功率因数并不能精确度量电流波形的失真或相位移。因 此往往都直接考虑这些量，而不是通过功率因数。例如，当谐波失真为 3% 时，功率因数仍可高达 0.999 。电流的总谐波失真达 30% 时 ， 功率因数还可达 0.95 。电流对于电压的相位移为 25 ℃ 时，功率因数 还可达 0.90 。 二 : 有源功率因数校正 升压调整电路是有源功率因数校正器功率级的最佳选择，因为它的输入电流是连续的，所产生的传导噪声最低，输入电流波形最好 。 它的缺点是要求输出电压较高。即输出电压必须高于最大允许输入电压峰值。要达到功率因数校正之目的，升压调整电路就必须强迫输入电流正比于输入电压。为了控制输入电流，前馈是必须的。在...