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    pfc功率因數校正的原理解析
    點擊次數:1241 發布時間:2018-03-28
    什么是功率因數補償,什么是pfc功率因數校正
    功率因數補償:(由于感負載的電流滯后所加電壓,由于電壓和電流的相位不同使供電線路的負擔加重導致供電線路效率下降,這就要求在感用電器具上并聯一個電容器用以調整其該用電器具的電壓、電流相位特,例如:當時要求所使用的40W日光燈必須并聯一個4.75μF的電容器)。用電容器并連在感負載,利用其電容上電流前電壓的特用以補償電感上電流滯后電壓的特來使總的特接近于阻,從而改善效率低下的方法叫功率因數補償(交流電的功率因數可以用電源電壓與負載電流兩者相位角的余弦函數值cosφ表示)。
    其主要目的是解決因容負載導致電流波形嚴重畸變而產生的電磁干擾(EMl)和電磁兼容(EMC)問題。所以現代的PFC不同于過去的功率因數補償,它是針對非正弦電流波形畸變而采取的,迫使交流線路電流追蹤電壓波形瞬時變化軌跡,并使電流和電壓保持同相位,使系統呈純電阻(線路電流波形校正),這就是pfc功率因數校正。
    所以現代的PFC完成了電流波形的校正也解決了電壓、電流的同相問題。
    于以上原因,要求用電功率大于85W以上(有的資料顯示大于75W)的容負載用電器具,必須增加校正其負載特的校正電路,使其負載特接近于阻(電壓和電流波形同相且波形相近)。這就是現代的pfc功率因數校正電路。
    容負載的危害
    在(00——1800)t0——t3時間:t0時間電壓為零電流為零,在t1時間電壓達到zui大值電流也達到zui大值,在t3時間電壓為零電流為零。(二管導通1800)
    在(1800——3600)t3——t4:時間:二管反偏無電壓及電流。(二管截止)
    在(3600——5400)t4——t6時間:t4時間電壓為零電流為零,在t5時間電壓達到zui大值電流也達到zui大值,在t6時間電壓為零電流為零。(二管導通1800)
    結論:在無濾波電容的整流電路中,供電電路的電壓和電流同相,二管導通角為1800,對于供電線路來說,該電路呈現純阻的負載特。
    在(00——1800)t0——t3時間:t1時間電壓為零電流為零,在t1時間電壓達到zui大值電流也達到zui大值,因為此時對負載R供電的同時還要對電容C 進行充電,所以電流的幅度比較大。在t1時間由于對電容C進行充電,電容上電壓Uc達到輸入交流電的峰值,由于電容上電壓不能突變,使在t1——t3期間,二管右邊電壓為Uc,而左邊電壓在t2時間電壓由峰值逐漸下降為零,t1——t3期間二管反偏截止,此期間電流為零。(增加濾波電容C后*個交流電的正半周,二管的導通角為900 )
    在(1800——3600)t3——t4時間:二管反偏無電壓及電流。(二管截止)
    在(3600——4100)t4——t5時間:由于在t3——t4時間二管反偏,不對C充電,C上電壓通過負載放電,電壓逐漸下降(下降的幅度由C的容量及R的阻值大小決定,如果C的容量足夠大,而且R的阻值也足夠大,其Uc下降很緩慢。)在t4——t5期間盡管二管左邊電壓在逐步上升,但是由于二管右邊的Uc放電緩慢右邊的電壓Uc仍舊大于左邊,二管仍舊反偏截止。
    在(4100——5400)t5——t7時間:t5時間二管左邊電壓上升到過右邊電壓二管導通對負載供電并對C充電,其流過二管的電流較大,到了t6時間二管左邊電壓又逐步下降,由于Uc又充電到zui大值,二管在t6——t7時間又進入反偏截止。
    結論:在有濾波電容的整流電路中,供電電路的電壓和電流波形不同,電流波形,在短時間內呈強脈沖狀態,二管導通角小于1800(根據負載R和濾波電容C的時間常數而決定)。該電路對于供電線路來說,由于在強電流脈沖的短期間線路上會產生較大的壓降(對于內阻較大的供電線路尤為顯著)使供電線路的電壓波形產生畸變,強脈沖的次諧波對其它的用電器具產生較強的干擾。
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