實驗九 整流電路有源功率因數校正v1.0版

1、86實驗九整流電路有源功率因數校正實驗一、實驗目的一、實驗目的(1)熟悉有源功率因數校正電路的結構與工作原理。(2)了解功率因數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校正3PE40單相智能型功率、功率因數表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)多數電子鎮(zhèn)流器和開關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，這種情況出現在交流電源電壓峰值附近，并導致大的充電電流尖峰，見圖634。(2)功率因數（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，是電網電壓有效值，是電網電流有效值，是基波電流有效值，RVRI1I是電網電流交流失真因數，是基波電壓和基波電流的相移因數。因此功率因數R

3、II1???cos又可定義為失真因數與相移因數的乘積。假設輸入電流無諧波時或，故上式PF1??RII?1變?yōu)椤?cos?PF經傳統(tǒng)開關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正弦波，并與輸入電壓保持同相。可以證明，功率因數與電

4、流總諧波失真的關系為：????coscoscos11?????RRRRRMSRMSIIIVIVIVPPPPF視實??211THDPF??失真88圖635功率因數校正電路基本工作原理方框圖(3)實現或者基本實現功率因數校正的方法有多種，有源校正技術，特別是單相升壓式高頻有源功率因數校正電路，具有高的功率因數值。功率因數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。其中開關管S受恒定高頻脈寬調制（PWM）開關信號的控制。輸入電壓經R1、R2分壓器采樣和檢測后加到乘法器輸入端；輸入電流經檢測后也加到乘法器輸入端；另外輸出電壓VB經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。乘法器是功率因數控制器的關鍵環(huán)節(jié)。在較大的動態(tài)范圍內，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制

6、，從而產生受控脈寬調制PWM信號脈沖，加到MOSFET柵極。這樣就能快速調節(jié)控制MOSFET主開關S的導通時間，使它及時跟隨電網輸入電壓的變化，從而讓PFC前置變換器的負載對于交流電網呈現電阻性。經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，于是在電氣設備開關電源的輸入端，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，實現系統(tǒng)的高功率因數值。(4)整流電路有源功率