PFC基础概述之功率因数与规范要求解答.doc
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1、PFC基础概述之功率因数与规范要求解答1、摘要功率因数校正电路对离线电源的输入电流波形进行整形,以使从电源吸取的有功功率最大化。在理想情况下,电器应该表现为一个纯电阻的负载,此时电器吸收的反射功率为零。在这种情况下,本质上不存在输入电流谐波。电流是输入电压(通常是一个正弦波)的完美复制品,而且与其同相。在这种情况下,对于进行所需工作所要求的有功功率而言,从电网电源吸收的电流最小,而且还减小了与配电发电以及相关过程中的基本设备有关的损耗和成本。由于没有谐波,也减小了与使用相同电源供电的其他器件之间的干扰。当今众多电源采用PFC的另一个原因,是为了符合规范要求。现在,欧洲的电气设备必须符合欧洲规范
2、EN6100032。这一要求适用于大多数输入功率为75 W或以上的电器,而且它规定了包括高达39次谐波在内的工频谐波的最大幅度。虽然美国还没有提出此类要求,但是希望在全球销售产品的电源制造商正在设计符合这一要求的产品。定义功率因数校正可简单地定义为有功功率与视在功率之比,即:其中有功功率是一个周期内电流和电压瞬时值乘积的平均值,而视在功率是电流的rms值与电压的rms值的乘积。如果电流和电压是正弦波而且同相,则功率因数是1.0。如果两者是正弦波但是不同相,则功率因数是相位角的余弦。在电工基础课程中,功率因数往往就是如此定义,但是它仅适用于特定情况,即电流和电压都是纯正弦波。这种情况发生在负载由
3、电阻、电容和电感元件组成,而且均为线性(不随电流和电压变化)的条件下。因为输入电路的原因,开关模式电源对于电网电源表现为非线性阻抗。输入电路通常由半波或全波整流器及其后面的储能电容器组成,该电容器能够将电压维持在接近于输入正弦波峰值电压值处,直至下一个峰值到来时对电容再进行充电。在这种情况下,只在输入波形的各峰值处从输入端吸收电流,而且电流脉冲必须包含足够的能量,以便在下一个峰值到来之前能维持负载电压。这一过程通过在短时间内将大量电荷注入电容,然后由电容器缓慢地向负载放电来实现,之后再重复这一周期。电流脉冲为周期的10%到20%是十分常见的,这意味着脉冲电流应为平均电流的5到10倍。图1描述了
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