實驗九 整流電路有源功率因數(shù)校正v1.0版

1、86實驗九整流電路有源功率因數(shù)校正實驗一、實驗?zāi)康囊弧嶒災(zāi)康?1)熟悉有源功率因數(shù)校正電路的結(jié)構(gòu)與工作原理。(2)了解功率因數(shù)控制芯片的使用方法和工作原理。二、實驗所需掛件及附件二、實驗所需掛件及附件序號型號備注1PE01電源控制屏2PE24整流電路有源功率因數(shù)校正3PE40單相智能型功率、功率因數(shù)表4慢掃描雙蹤示波器自備5萬用表自備三、實驗線路及原理三、實驗線路及原理(1)多數(shù)電子鎮(zhèn)流器和開關(guān)電源一般都使用二極管不控橋式整流和大容量

2、濾波電容器從交流電源獲得直流電壓，如圖633所示。圖633整流電路當瞬時交流電壓超過電容電壓時，整流電路從交流電源獲得功率，這種情況出現(xiàn)在交流電源電壓峰值附近，并導(dǎo)致大的充電電流尖峰，見圖634。(2)功率因數(shù)（PowerFact）的定義是指：交流輸入有功功率與輸入視在功率的比值，PF其表達式為：式中，是電網(wǎng)電壓有效值，是電網(wǎng)電流有效值，是基波電流有效值，RVRI1I是電網(wǎng)電流交流失真因數(shù)，是基波電壓和基波電流的相移因數(shù)。因此功率因數(shù)R

3、II1???cos又可定義為失真因數(shù)與相移因數(shù)的乘積。假設(shè)輸入電流無諧波時或，故上式PF1??RII?1變?yōu)椤?cos?PF經(jīng)傳統(tǒng)開關(guān)電源整流濾波的輸入電流有效值（其波形是指在輸入電壓峰值處才出現(xiàn)的窄脈沖），等于基波與各次諧波之和（各諧波平方和之平方根）。在輸入電流中只有基波電流才做功，而其他各次諧波的平均功率為零不做功。功率因數(shù)校正的基本原理，就是從電路上采取措施，使電源輸入電流實現(xiàn)正弦波，并與輸入電壓保持同相。可以證明，功率因數(shù)與電

4、流總諧波失真的關(guān)系為：????coscoscos11?????RRRRRMSRMSIIIVIVIVPPPPF視實??211THDPF??失真88圖635功率因數(shù)校正電路基本工作原理方框圖(3)實現(xiàn)或者基本實現(xiàn)功率因數(shù)校正的方法有多種，有源校正技術(shù)，特別是單相升壓式高頻有源功率因數(shù)校正電路，具有高的功率因數(shù)值。功率因數(shù)校正電路基本工作原理見圖635。由儲能電感L、高頻大功率開關(guān)管S、單向二極管D和濾波電容C共同組成Boost(即升壓式)變

5、換器電路。其中開關(guān)管S受恒定高頻脈寬調(diào)制（PWM）開關(guān)信號的控制。輸入電壓經(jīng)R1、R2分壓器采樣和檢測后加到乘法器輸入端；輸入電流經(jīng)檢測后也加到乘法器輸入端；另外輸出電壓VB經(jīng)R3、R4分壓取樣和檢測后，又與參考電壓比較后輸出誤差信號也加到乘法器。乘法器是功率因數(shù)控制器的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在較大的動態(tài)范圍內(nèi)，乘法器的傳輸曲線呈線性。當正弦波交流輸入電壓從零升至峰值電壓時，乘法器輸出電壓控制電流取樣比較器的門限電平，而比較器又受高頻三角波信號調(diào)制

6、，從而產(chǎn)生受控脈寬調(diào)制PWM信號脈沖，加到MOSFET柵極。這樣就能快速調(diào)節(jié)控制MOSFET主開關(guān)S的導(dǎo)通時間，使它及時跟隨電網(wǎng)輸入電壓的變化，從而讓PFC前置變換器的負載對于交流電網(wǎng)呈現(xiàn)電阻性。經(jīng)各路反饋信號的控制，最終使流過電感L中的感性電流的峰值包絡(luò)線總是緊密跟蹤單向正弦波形的交流輸入電壓而變化，于是在電氣設(shè)備開關(guān)電源的輸入端，就可以得到一個與輸入電壓幾乎完全同頻同相的平滑正弦波電流，實現(xiàn)系統(tǒng)的高功率因數(shù)值。(4)整流電路有源功率