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pfc功率因數(shù)校正的原理解析
點(diǎn)擊次數(shù):2413 更新時(shí)間:2018-03-28
什么是功率因數(shù)補(bǔ)償,什么是pfc功率因數(shù)校正
功率因數(shù)補(bǔ)償:(由于感負(fù)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(fù)擔(dān)加重導(dǎo)致供電線路效率下降,這就要求在感用電器具上并聯(lián)一個(gè)電容器用以調(diào)整其該用電器具的電壓、電流相位特,例如:當(dāng)時(shí)要求所使用的40W日光燈必須并聯(lián)一個(gè)4.75μF的電容器)。用電容器并連在感負(fù)載,利用其電容上電流前電壓的特用以補(bǔ)償電感上電流滯后電壓的特來(lái)使總的特接近于阻,從而改善效率低下的方法叫功率因數(shù)補(bǔ)償(交流電的功率因數(shù)可以用電源電壓與負(fù)載電流兩者相位角的余弦函數(shù)值cosφ表示)。
其主要目的是解決因容負(fù)載導(dǎo)致電流波形嚴(yán)重畸變而產(chǎn)生的電磁干擾(EMl)和電磁兼容(EMC)問(wèn)題。所以現(xiàn)代的PFC不同于過(guò)去的功率因數(shù)補(bǔ)償,它是針對(duì)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(shí)變化軌跡,并使電流和電壓保持同相位,使系統(tǒng)呈純電阻(線路電流波形校正),這就是pfc功率因數(shù)校正。
所以現(xiàn)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(wèn)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(fù)載用電器具,必須增加校正其負(fù)載特的校正電路,使其負(fù)載特接近于阻(電壓和電流波形同相且波形相近)。這就是現(xiàn)代的pfc功率因數(shù)校正電路。
容負(fù)載的危害
在(00——1800)t0——t3時(shí)間:t0時(shí)間電壓為零電流為零,在t1時(shí)間電壓達(dá)到zui大值電流也達(dá)到zui大值,在t3時(shí)間電壓為零電流為零。(二管導(dǎo)通1800)
在(1800——3600)t3——t4:時(shí)間:二管反偏無(wú)電壓及電流。(二管截止)
在(3600——5400)t4——t6時(shí)間:t4時(shí)間電壓為零電流為零,在t5時(shí)間電壓達(dá)到zui大值電流也達(dá)到zui大值,在t6時(shí)間電壓為零電流為零。(二管導(dǎo)通1800)
結(jié)論:在無(wú)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(dǎo)通角為1800,對(duì)于供電線路來(lái)說(shuō),該電路呈現(xiàn)純阻的負(fù)載特。
在(00——1800)t0——t3時(shí)間:t1時(shí)間電壓為零電流為零,在t1時(shí)間電壓達(dá)到zui大值電流也達(dá)到zui大值,因?yàn)榇藭r(shí)對(duì)負(fù)載R供電的同時(shí)還要對(duì)電容C 進(jìn)行充電,所以電流的幅度比較大。在t1時(shí)間由于對(duì)電容C進(jìn)行充電,電容上電壓Uc達(dá)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(shí)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(gè)交流電的正半周,二管的導(dǎo)通角為900 )
在(1800——3600)t3——t4時(shí)間:二管反偏無(wú)電壓及電流。(二管截止)
在(3600——4100)t4——t5時(shí)間:由于在t3——t4時(shí)間二管反偏,不對(duì)C充電,C上電壓通過(guò)負(fù)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(shí)間:t5時(shí)間二管左邊電壓上升到過(guò)右邊電壓二管導(dǎo)通對(duì)負(fù)載供電并對(duì)C充電,其流過(guò)二管的電流較大,到了t6時(shí)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(shí)間又進(jìn)入反偏截止。
結(jié)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(shí)間內(nèi)呈強(qiáng)脈沖狀態(tài),二管導(dǎo)通角小于1800(根據(jù)負(fù)載R和濾波電容C的時(shí)間常數(shù)而決定)。該電路對(duì)于供電線路來(lái)說(shuō),由于在強(qiáng)電流脈沖的短期間線路上會(huì)產(chǎn)生較大的壓降(對(duì)于內(nèi)阻較大的供電線路尤為顯著)使供電線路的電壓波形產(chǎn)生畸變,強(qiáng)脈沖的次諧波對(duì)其它的用電器具產(chǎn)生較強(qiáng)的干擾。
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