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開關電源轉換器有源功率因數校正技術

鉅大LARGE  |  點擊量:990次  |  2020年05月18日  

由于輸人端有整流元件和濾波電容,許多由整流電源供電的電子設備,使市電輸人端的功率因數僅為0.6~0.65。用有源功率因數校正技術(簡稱ApFC)可以把輸入功率因數提高到0.95~0.99,使輸人電流的THD小于10%,既可以治理對市電電網的諧波“污染”,又可以提高開關電源的整體效率。單相ApFC國內外開發較早,技術也比較成熟;三相ApFC則類型較多,還有待進一步的研究與發展。


一般的高功率因數AC/DC開關電源由兩級主電路組成。在整流器和DC/DC轉換器之間,加一級前置pFC轉換器,使交流輸人端的功率因數提高到接近于1,同時又使輸出直流電壓可以調整。兩級高功率因數AC/DC開關電源,至少要兩個主開關管和兩套控制驅動電路。關于小功率開關電源,采用兩級主電路結構,總體效率較低、成本較高。


假如對輸人功率困數的要求不特別高時,用pFC轉換器和后級的DC/DC轉換器組合成一個主電路,構成單級高功率因數AC/DC開關電源,只用一個主開關管就可以把功率因數校正到0.8以上,并使輸出直流電壓可調,這種主電路結構的轉換器稱為單管單級(Sing1eSwitchSing1eStage,S4)轉換器,即S4pFC轉換器。例如,一種隔離式S4pFCAC/DC轉換器,前置pFC轉換器采用DCM運行的Boost轉換器,后置電壓調節器主電路為反激式轉換器,按照CCM或DCM運行;兩級電路合用一個主開關管。當然,假如加有源鉗位或其他軟開關技術,還要一個輔助開關管,稱為單級(Sing1eStage,S2)有隔離功率因數校正軟開關電源。


香港理工大學報道了S2有隔離功率困數校正軟開關電源的實驗結果:80V/W·150kHz,效率86.5%,功率因數0.98,THD13%,輸入/輸出電壓分別為110VAC和280VDC。


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