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当功率因数校正技术在电子镇流器中的应用

发布时间:2021-09-09 14:12:34 阅读: 来源:增压泵厂家

功率因数校正技术在电子镇流器中的应用

1 引 言

电 子 镇 流 器 是 取 代 传 统 的 电 感 镇 流 器 而 与 荧 光 灯 配 用 的 新 型 镇 流 器 , 是 实 现 绿 色 照 明 的 关 键 产 品 。 照 明 用 电 约 占 人 类 总 发 电 量 的 20% , 电 子 镇 流 器 的 推 广 使 用 , 将 可 以 使 照 明 用 电 节 约 20% 以 上 , 加 之 它 能 使 荧 光 灯 发 出 的 光 柔 和 、 无 频 闪 , 有 利 于 人 类 眼 睛 的 保 护 , 因 此 , 高 性 能 电 子 镇 流 器 的 研 究 和 生 产 受 到 了 国 内 外 的 广 泛 重 视 。

就 高 性 能 电 子 镇 流 器 而 言 , 目 前 最 为 关 键 的 技 术 指 标 之 一 , 即 它 的 电 源 进 线 电 流 的 总 谐 波 含 量 大 小 及 线 路 功 率 因 数 的 高 低 。 如 果 电 子 镇 流 器 电 源 进 线 电 流 的 谐 波 含 量 大 , 就 会 给 电 带 来 污 染 , 至 于 电 子 镇 流 器 的 线 路 功 率 因 数 的 高 低 也 会 直 接 关 系 到 电 的 利 用 效 率 。 为 了 减 少 对 交 流 电 的 污 染 , 目 前 国 内 外 已 经 推 出 了 一 些 限 制 电 流 谐 波 的 标 准 , 如 国 际替曲折强度 电 工 委 员 会 (IEC)根 据 国 际 上 电 子 镇 流 器 的 发 展 情 况 , 几 年 前 成 立 了 专 门 的 技 术 小 组 对 有 关 技 术 问 题 和 标 准 进 行 了 研 究 , 并 已 颁 布 了 相 应 的 IEC标 准 IEC1000- 3- 2 Class C[1]。

传 统 的 整 流 桥 加 电 容 结 构 只 在 输 入 交 流 电 压 的 峰 值 附 投资范围大小都可近 才 有 输 入 电 流 , 导 致 输 入 电 流 中 含 有 很 大 的 谐 波 成 份 , 远 不 能 达 到 标 准 的 要 求 。 为 了 使 输 入 电 流 谐 波 满 足 标 准 要 求 , 在 不 增 加 太 多 成 本 的 前 提 下 , 必 须 考 虑 如 何 进 行 功 率 因 数 校 正 。 近 年 来 国 内 已 经 开 始 了 这 方 面 的 研 究 工 作 , 但 是 由 于 起 步 较 晚 , 目 前 的 研 究 还 未 达 到 推 广 应 用 的 水 平 。 为 此 , 本 文 首 先 介 绍 了 功 率 因 数 校 正 的 基 本 原 理 , 然 后 全 面 介 绍 单 级 功 率 因 数 校 正 技 术 在 电 子 镇 流 器 中 的 应 用 。

2 功 率 因 数 校 正 的 基 本 原 理

功 率 因 数 ( PF) 定 义 为 交 流 输 入 实 功 同 输 入 视 在 功 率 之 比 , 即

式 中 : P=VI1cosα 。

因 此

式中

γ 表 示 基 波 电 流 的 相 对 值 , 称 为 波 形 畸 变 因 数 , cosα 称 为 位 移 因 数 。 即 功 率 因 数 为 畸 变 因 数 和 位 移 因 数 的 乘 积 。 要 达 到 功 率 因 数 为 1,系 统 的 输 入 电 流 与 输 入 电 压 必 须 同 相 ,而 且 输 入 电 流 无 任 何 谐 波 分 量 。

功 率 因 数 校 正 的 方 法 包 括 无 源 校 正 技 术 人们对生活质量的要求愈来愈高( Passive PFC) 和 有 源 校 正 技 术 ( Active PFC) 两 种 。 无 源 校 正 技 术 方 法 简 单 , 但 是 电 路 中 必 须 有 大 电 感 或 大 电 容 , 而 且 校 正 后 功 率 因 数 也 不 可 能 很 高 。

有 源 功 率 因 数 校 正 可 以 分 为 两 类 : 一 类 是 两 级 结 构 , 另 外 一 类 是 单 级 结 构 。 两 级 结 构 可 以 采 用 很 多 种 拓 扑 结 构 , 但 是 目 前 应 用 最 广 泛 的 是 升 压 型 ( Boost) 功 率 因 数 校 正 电 路 , 其 功 率 因 数 高 ( 0.99) , 总 谐 波 失 真 小 ( 5% )。 该 电 路 的 缺 点 是 所 需 元 器 件 多 , 成 本 高 。 为 了 减 少 电 子 镇 流 器 的 元 器 件 数 量 , 降 低 成 本 , 可 以 将 PFC电 路 和 负 载 电 路 合 并 起 来 成 为 一 级 。 单 级 功 率 因 数 校 正 的 主 要 优 点 是 功 率 因 数 高 , 结 构 简 单 , 成 本 低 等 。 它 的 主 要 缺 点 是 PFC电 路 和 负 载 电 路 相 关 联 , 电 路 的 设 计 比 较 复 杂 , 因 此 是 目 前 电 力 电 子 领 域 内 研 究 的 一 个 热 点 。

3 单 级 功 包括两个可以拆卸的夹钳率 因 数 校 正 电 子 镇 流 器

从 原 理 上 说 , 用 电 感 和 电 容 都 可 以 实 现 功 率 因 数 校 正 。 单 级 功 率 因 数 校 正 电 子 镇 流 器 因 此 可 以 分 为 三 类 。

3.1 采 用 电 感 的 单 级 功 率 因 数 校 正 电 子 镇 流 器 [2- 8]

采 用 电 感 的 单 级 功 率 因 数 校 正 可 以 分 为 三 种 , 分 别 是 由 Boost变 换 器 , Buck变 换 器 及 Buck Boost

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