实用新型开关电源技术原理及设计实例实训教材(连载216)

wjm761017 · 发表于 2024-8-5 12:18:04

实用新型开关电源技术原理及设计实例

实训教材（连载216）

良师精编

二零二二年六月于上海

第四篇新能源技术知识篇

第四节 PFC功率因数校正原理介绍

4.2 功率因数校正技术在开关电源领域的应用

功率因数校正成为电源领域里非常重要的方面。

增加社会的电力供应能力是一件代价很高的事情，并且将增加资源的消耗。一种能够增加大约30％额外供电能力的方法是通过功率因数校正的广泛使用来更有效地利用交流电能。电动机、电子电源设备和荧光灯消耗了全世界大约40％的电能，所有这些都可以受益于功率因数校正。世界上许多国家要求在为其国内市场上流通的新产品具有功率因数校正。附加功率因数校正电路将使电源设备的成本增加约20％～30％，但是它所能产生的节能效益将显著超过初期投资。

在开关电源中，问题存在于输入整流和滤波器网络。典型的开关电源输入整流电路与其电解电容的相关波形见图1。从中可以看出，当交流输入电压大于输入滤波电容的电压时，输入整流器才能通过流。这种情况一般发生在交流电压峰值附近的15°以内。于是造成电流脉冲大于预期平均电流的5至10倍以上。这也会导致交流电压波形的失真以及输入三相供电的不平衡，并产生中线电流，而这是不希望的。另一个缺点就是当整流器不导通时，没有电流流出，因此电源系统的容量不能得到充分的发挥。

图1 通常开关电源输入整流后电容Clarge的电压和电流波形

图 2 使用功率因数校正电路后电容Clarge的电压和电流波形

功率因数校正电路被用于提高整流器的导通角，同时使输入交流电流波形正弦化，并与电压波形同相。Clarge的输入波形可见图2。这意味着所有从电源线引入的功率是有功功率，而不是无功功率。于是功率因数校正电路从电网取用的交流电流的峰值或有效值显著低于传统电容滤波整流电路。

良师简介：

良师，电源高级工程师。开关电源专家。中国电源学会高级会员。从事电源研发三十三年。

1991年设计变频调速器及直流屏。2000年专业开关电源研发。2016年从事电源生产管理。

曾就职于万人的国营大企业研究所、国际知名外资集团、民营企业、万人国营企业研发部。

先后五次公司派往美国总部进行电源项目合作、营销技能培训、开关电源新技术研讨交流。

主要技能：开关电源产品研发：AC-DC（含PFC）：2W---100000W；DC-DC模块：1W---1000W；

开关电源方案、性能、价格优化；原理图设计计算；高频变压器及电感等关键电子器件计算；

产品研发流程、测试、维修、安规认证、EMC整改、FAE、生产管理、文案编写、技能培训；

在电子行业杂志上发表三十六篇科技论文，有3篇获奖、2项发明专利、2项实用新型专利。

擅长领域：电力工控行业、LED照明、打印机、适配器、车载充电器、光伏发电、充电桩、高压电源、特种行业电源；

新技术高效软开关LLC、数字化、功率因数校正APFC、电路拓扑方案选型、变压器电感计算。

网址：LSPSD.COM；LSPSD.CN 邮箱：2831526558@qq.com

良师，电源高级工程师。大学本科。开关电源专家。中国电源学会高级会员。从事电源研发三十多年。曾先后就职于万人国营大企业研究所、国际知名外资集团、民营企业。

邮箱：LSPSD@qq.com

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