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二、怎樣進行功率因數(shù)校正：

1、功率因數(shù)校正:(PFC)

　　我們目前使用的電視機,由于采用了高效的開關電源,而開關電源內(nèi)部電源輸入部分,無一例外的采用了二極管全波整流及濾波電路,如圖4A所示,其電壓和電流波形如圖4B所示。

        如果在整流濾波后不加濾波電路,僅為足性負載時,輸入電流即為正弦波.并且與電源電壓同相位,功率因數(shù)為1.因此,功率因數(shù)校正電路的基本思想就是將整流電路與濾波電容隔開,使整流電路由電容性負載變成電阻性負載.

    功率因數(shù)校正電路其實就是一個AC/DC變換器.它是利用脈沖波寬度調變(PWM)技術來調整輸入功率的大小,以供應適當?shù)呢撦d所需的功率.脈沖波寬度調變器控制切換開關將直流輸入電壓變換成一串電壓脈沖波,隨后利用變壓器和快速二極管將其轉換成平滑的直流電壓輸出.這個輸出電壓隨即與一個參考電壓進行比較,所產(chǎn)生的電壓差反饋至PWM控制器.這個誤差電壓信號用來改變脈沖波寬度的大小.如果輸出電壓過高,脈沖波電壓會減小,進而使輸出電壓降低,使輸出電壓恢復至正常輸出值.

    PFC電路就是利用這個方法,但是加入了一個電路,使的來自交流電源的電流是一個正弦波并與交流電壓同相位.此時誤差電壓信號的調變是由整流后的交流電壓和輸出電壓的變化來控制的,最后誤差電壓信號反饋至PWM控制器.也就是說,當交流電壓高時,PFC電路就從交流電源吸取較多的功率;反之,若交流電壓較低,則吸收較少的功率,這樣就可以抑制交流電流諧波的產(chǎn)生.

　　為了抑制電流波形的畸變及提高功率因數(shù),現(xiàn)代的功率較大(大于85W)具有開關電源(容性負載)的用電器具,必須采用PFC措施,PFC分為有源PFC和無源PFC兩種方式。

　　不使用晶體管等有源器件組成的校正電路,一般由二極管、電阻、電容和電感等無源器件組成。

　　這種電路主要是在整流橋堆和濾波電容之間加一只電感(適當選取電感量),利用電感上電流不能突變的特性來平滑電容充電強脈沖的波動,改善供電線路電流波形的畸變,并且利用電感上電壓超前電流的特性也補償濾波電容電流超前電壓的特性,使功率因數(shù)、電磁兼容和電磁干擾得以改善,如圖5所示.

　　此種方式還不能稱為真正的無源PFC電路,只是一種簡單的補償措施,可以應用在前期設計的無PFC功能的設備上,簡單的增加一個合適的電感(適當選取L和C的值),從而達到具有抑制電流瞬時突變的目的.但是這種簡單的低成本的補救方法,輸出紋波較大,濾波電容兩端的直流電壓也較低,電流畸變的校正及功率因數(shù)補償?shù)哪芰Χ己懿?而且L的繞制及鐵芯的質量控制不好,會對圖像及伴音產(chǎn)生嚴重的干擾,只能是對于前期無PFC設備使之能進入市場的臨時措施。

3、有源PFC電路的原理：

　　有源PFC電路則有很好的效果,基本上可以完全消除電流波形的畸變,而且電壓和電流的相位可以控制保持一致,它基本上完全解決了功率因數(shù)、電磁兼容、電磁干擾的問題,但是電路非常的復雜.其基本思路是在220V整流橋堆后去掉濾波電容(以消除因電容充電造成的電流波形畸變及相位變化),由一個“斬波”電路把脈動的直流變成高頻(約100KHz)交流經(jīng)過整流濾波后,其直流電壓再向常規(guī)的PWM開關穩(wěn)壓電源供電,其過程是AC→DC→AC→DC。

　　有源PFC電路的基本原理是在開關電源的整流電路和濾波電容之間增加一個DC－DC的斬波電路,如圖6所示(斬波電路等于附加一個開關電源).

對于供電線路來說,該整流電路輸出沒有直接接濾波電容,所以其對于供電線路來說呈現(xiàn)的是純阻性的負載,其電壓和電流波形同相、相位相同.斬波電路的工作也類似于一個開關電源,所以說有源PFC開關電源就是一個雙開關電源的開關電源電路,它是由斬波器(我們以后稱它為:“PFC開關電源”)和穩(wěn)壓開關電源(我們以后稱它為“PWM開關電源”)組成的.

　　整流二極管整流以后不加濾波電容器,把未經(jīng)濾波的脈動正半周電壓作為斬波器的供電電源,由于斬波器一連串做“開關”工作脈動的正電壓被“斬”成圖7所示的電流波形,其波形的特點：

（1）電流波形是斷續(xù)的,其包絡線和電壓波形相同,并且包絡線和電壓波形相位同相；

 （2）由于斬波作用,半波脈動的直流電變成高頻(由斬波頻率決定,約 100KHz).

（3）從外供電總的看,該用電系統(tǒng)做到了交流電壓和交流電流同相,并且電壓波形和電流波形均符合正弦波形,既解決了功率因數(shù)補償問題,也解決了電磁兼容(EMC)和電磁干擾(EMI)問題?！?/div>