? ? ? ?功率因數(shù)校正的方法主要有無源功率因數(shù)校正和有源功率因數(shù)校正兩大類。
? ? ? ?無源功率因數(shù)校正電路是利用電感和電容等元器件組成濾波器，將輸入電流波形進行相移和整形,采用這種方法可以使功率因數(shù)提高至0.9以上，其優(yōu)點是電路簡單,成本低;缺點是電路體積較大,并且可能在某些頻率點產(chǎn)生諧振而損壞用電設備。無源功率因數(shù)校正電路主要適用于小功率應用場合。
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? ? ? ?有源功率因數(shù)校正電路是在整流器和濾波電容之間增加一個DC/DC開關(guān)變換器。其主要思想如下:選擇輸入電壓為一個參考信號,使得輸入電流跟蹤參考信號,實現(xiàn)了輸入電流的低頻分量與輸入電壓為一個近似同頻同相的波形,以提高功率因數(shù)和抑制諧波,同時采用電壓反饋,使輸出電壓為近似平滑的直流輸出電壓。有源功率因數(shù)校正的主要優(yōu)點是:可得到較高的功率因數(shù),如0.97 ~0.99 ,甚至接近1 ;總諧波畸變(THD )低,可在較寬的輸入電壓范圍內(nèi)(如90 ~ 264VAC )工作;體積小,重量輕,輸出電壓也保持恒定。
? ? ? ?( 1 )無源功率因數(shù)校正無源功率因數(shù)校正有兩種比較基本的方法,即在整流器與濾波電容之間串入無源電感L和采用電容和二極管網(wǎng)絡構(gòu)成填谷式無源校正。如圖4-1 ( a )所示,無源電感L把整流器與直流電容C隔開,因此整流器和電感L間的電壓可隨輸入電壓而變動,整流二極管的導通角變大,使輸入電流波形得到改善。
? ? ? ?填谷式無源校正的基本思想是采用兩個串聯(lián)電容作為濾波電容,選配幾只二極管,使兩個直流電容能夠串聯(lián)充電、并聯(lián)放電,以增加二極管的導通角,改善輸入側(cè)功率因數(shù)。其電路如圖4-1 ( b )所示,其基本原理為:當輸入電壓瞬時值上升到1/2峰值以上，即高于直流濾波電容Ca和CJ2上的直流電壓時,二極管VD3導通, VD1和VD因反偏而截止,兩個直流濾波電容Ca1和CJ2處于串聯(lián)充電狀態(tài);當輸入電壓瞬時值降低到1/ 2峰值以下,即低于直流濾波電容Co1和Cd2-上的直流電壓時,二極管VDj截止, VD_和VD2導通,兩個直流濾波電容Ca和Ca2處于并聯(lián)放電狀態(tài)。直流濾波電容Cd1和CJ2充電和放電的臨界點在輸入電壓的1/2峰值處, arcsin( 1/2 ) =30° ,所以理論上整流二極管的導通角不小于180°-30°x2=120° ,比采用一個直流濾波電容時的導通角明顯增大。
? ? ? ?( 2 )有源功率因數(shù)校正
? ? ? ?①有源功率因數(shù)校正的主電路結(jié)構(gòu)有源功率因數(shù)校正電路的主電路通常采用DC/DC開關(guān)變換器,其中輸出升壓型( Boost )變換器具有電感電流連續(xù)的特點,儲能電感也可用作濾波電感來抑制EMI噪聲。此外，Boost變換器還具有電流畸變小、輸出功率大和驅(qū)動電路簡單等優(yōu)點,所以使用極為廣泛。除采用升壓輸出變換器外, Buck-Boost、Flyback、 Cuk變換器都可作為有源功率校正的主電路。
? ? ? ?②有源功率因數(shù)校正的控制方法有源功率因數(shù)校正技術(shù)的思路是,控制已整流后的電流,使之在對濾波大電容充電之前能與整流后的電壓波形相同,從而避免形成電流脈沖, 達到改善功率因數(shù)的目的。有源功率因數(shù)校正電路原理如圖4-2所示，主電路是一個全波整流器,實現(xiàn)AC/DC的變換,電壓波形不會失真;在濾波電容C之前是一個Boost變換器,實現(xiàn)升壓式DC/DC變換。從控制回路來看,它由一個電壓外環(huán)和一個電流內(nèi)環(huán)構(gòu)成。在工作過程中,升壓電感L1中的電流受到連續(xù)監(jiān)控與調(diào)節(jié),使之能跟隨整流后正弦半波電壓波形。
