概述
当交流电源经全波整流和大电容滤波后,将平直的直流电压直接施加于各类变换器及其负载上时,虽然输入电压的波形是正弦波,但输入电流的波形却是窄脉冲,因而使线路的电流含有大量的谐波分量,并使变换器的功率因数大为降低。
大量使用这样的电源设备,将会产生诸多不良的后果,大量的谐波电流对电网造成严重的电磁干扰和谐波污染,影响其它电器设备的正常运行,引起线路故障,甚至使输配电设备损坏;低功率因数使发电和输配电设备(包括输电线)的建造成本和运行成本增加、效率降低。
有鉴于此,欧盟、中国、美国和日本先后制定了电源设备功率因数的标准,功率因数指标正在成为一项全球性的强制规定,而且不再只限于大功率电源设备,更新的标准被运用到仅75W的电源设备和26W的照明设备等电子产品中。
为了使开关电源的功率因数达到有关标准所规定的指标,通常要在全波整流器和滤波电容器之间加入一个有源功率因数校正电路(APFC)其原理图如图1所示。
由图1可知,功率因数校正电路其实就是一个由电感器(L)、开关管(Q)、整流管(D)、输出滤波电容器(C0)和控制器(IC)所组成的升压(Boost)变换器,与一般DC/DC升压变换器不同的是,其输入电压不是平稳的直流电压,而是正弦脉动电压(Cin)很小。
功率因数校正电路的作用,是凭借控制IC依据电压和电流的检测量,经模拟运算而产生的高频驱动脉冲,来控制开关管的导通与关断,从而控制流经电感器的电流,迫使交流电源输入电流的波形及相位均与输入电压的波形和相位趋于一致,使功率因数得到很大的改善(cosφ≈1.0)。当然,输入电流各次谐波的幅值和总谐波失真(THD)亦随之显着降低。
功率因数校正电路因所选用控制IC的类型不同,并使用与其相适应的电感器,可使其工作在临界模式(CRM)或连续传导模式(CCM)。CRM PFC常用于100W以下的开关电源,CCM PFC则适用于200W以上的开关电源,至于功率在100W-200W之间的开关电源,设计人员则应根据产品..详细内容请直接下载PDF资料参考!