現(xiàn)代高頻開關電源提高輸入功率因數(shù)的主要方法
1 無源濾波器
無源濾波器是整流器和電容之間串聯(lián)一個濾波電感,或在市電輸人側接入諧振濾波器。其主要優(yōu)點是:電路簡單、成本低、可靠性高、EMI小。主要缺點是:體積重量大,難以得到接近于1的輸入功率因數(shù)(一般可以達到0.8~0.9之間),工作性能與頻率、負載變化和輸人電壓變化有關,電感和電容之間的充、放電電流較大等。
2 電力有源濾波器
電力有源濾波器APF(Active P。wer Filter)是利用電力電子逆變器和反饋技術,實時地測量非線性負載的電壓和電流波形,向市電電網(wǎng)提供負載電流所需的諧波,從而補償電網(wǎng)輸入電流,使之接近正弦波,降低了市電電網(wǎng)輸入電流的THD,改善了市電電網(wǎng)的供電質(zhì)量。APE的功率一般很大。
3 有源功率因數(shù)校正器
在整流糌和負載之問接人一個PFC轉換器(既DC/DC轉換器),應用電流反饋技術,使輸人端的電流iin波形,跟蹤交流輸人正弦電壓波形,可以使iin接近正弦。從而使輸人電流的THD<5%,而輸人功率因數(shù)可以提高到0.99或更高。由于這種技術應用了有源功率器件和反饋技術,使輸人電流波形從窄脈沖狀態(tài)改變成接近于正弦波,提高了輸人功率因數(shù),故稱為有源功率因數(shù)校正技術(APFC)或有源輸入電流波形整形技術。APFC的功率一般較小,可以作為AC/DC開關電源,變頻器、交流不間斷電源(UPS)、熒光燈電子鎮(zhèn)流器等輸人端功率因數(shù)的校正。
它的主要優(yōu)點是:可以得到較高的輸人功率因數(shù),如0.97~0.99,甚至接近于1;市電電網(wǎng)輸人電流的THD;可以在較寬的輸人電壓范圍(如90~264 V AC)和寬頻帶下工作;體積小,重量輕;在調(diào)節(jié)輸人電流波形的同時,利用電流負反饋技術,可以保持輸出電壓基本恒定不變。主要缺點是:電路復雜、MTBF下降;成本高(如AC/DC開關電源加前級APFC,將使成本提高15%);EMI高;效率略有下降。
無源濾波器是整流器和電容之間串聯(lián)一個濾波電感,或在市電輸人側接入諧振濾波器。其主要優(yōu)點是:電路簡單、成本低、可靠性高、EMI小。主要缺點是:體積重量大,難以得到接近于1的輸入功率因數(shù)(一般可以達到0.8~0.9之間),工作性能與頻率、負載變化和輸人電壓變化有關,電感和電容之間的充、放電電流較大等。
2 電力有源濾波器
電力有源濾波器APF(Active P。wer Filter)是利用電力電子逆變器和反饋技術,實時地測量非線性負載的電壓和電流波形,向市電電網(wǎng)提供負載電流所需的諧波,從而補償電網(wǎng)輸入電流,使之接近正弦波,降低了市電電網(wǎng)輸入電流的THD,改善了市電電網(wǎng)的供電質(zhì)量。APE的功率一般很大。
3 有源功率因數(shù)校正器
在整流糌和負載之問接人一個PFC轉換器(既DC/DC轉換器),應用電流反饋技術,使輸人端的電流iin波形,跟蹤交流輸人正弦電壓波形,可以使iin接近正弦。從而使輸人電流的THD<5%,而輸人功率因數(shù)可以提高到0.99或更高。由于這種技術應用了有源功率器件和反饋技術,使輸人電流波形從窄脈沖狀態(tài)改變成接近于正弦波,提高了輸人功率因數(shù),故稱為有源功率因數(shù)校正技術(APFC)或有源輸入電流波形整形技術。APFC的功率一般較小,可以作為AC/DC開關電源,變頻器、交流不間斷電源(UPS)、熒光燈電子鎮(zhèn)流器等輸人端功率因數(shù)的校正。
它的主要優(yōu)點是:可以得到較高的輸人功率因數(shù),如0.97~0.99,甚至接近于1;市電電網(wǎng)輸人電流的THD;可以在較寬的輸人電壓范圍(如90~264 V AC)和寬頻帶下工作;體積小,重量輕;在調(diào)節(jié)輸人電流波形的同時,利用電流負反饋技術,可以保持輸出電壓基本恒定不變。主要缺點是:電路復雜、MTBF下降;成本高(如AC/DC開關電源加前級APFC,將使成本提高15%);EMI高;效率略有下降。
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