有源功率因數(shù)校正的應(yīng)用實(shí)例分析(二)
發(fā)布時(shí)間:2019-07-12 09:41:35來源:
由于歐美國家對有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制執(zhí)行,促使國際學(xué)術(shù)界對APFC技術(shù)進(jìn)行積極探討,并取得了很多令人矚目的成果。特別是開發(fā)出適用于各種需要的眾多型號(hào)的控制用專用集成電路,使APFC產(chǎn)品的開發(fā)擺脫了早期采用分立元件造成的開發(fā)周期長、線路復(fù)雜、可靠性低且效果并不盡如人意的弊端,使APFC產(chǎn)品迅速得以推廣應(yīng)用,取得了可觀的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。目前,在學(xué)術(shù)界和實(shí)際工程應(yīng)用中,人們對具體的實(shí)現(xiàn)APFC的具體電路拓?fù)浠疽呀?jīng)形成共識(shí),即采用BOOST電路。雖然從理論上講,幾乎所有的電路拓?fù)浒˙UCK、FLYBACK、FORWARD、CUK等拓?fù)渚捎糜贏PFC,它們也各有其優(yōu)缺點(diǎn),但相較而言,BOOST電路優(yōu)點(diǎn)更多,列舉如下:
①輸入電流連續(xù),EMI小,RFI低。
②有輸入電感,可減少對輸入濾波器的要求,并可防止電網(wǎng)對主電路的高頻瞬態(tài)沖擊。
③電流波形失真小。
④共源極模式使驅(qū)動(dòng)電路得以簡化。
⑤開關(guān)器件的電壓不超過輸出電壓。
⑥若其輸出電壓確定為DC400V,則輸入交流電壓允許變化范圍可寬達(dá)AC85V~AC264V(同時(shí)頻率變化范圍為47Hz~63Hz乃至400Hz),可不作修改地適用于全世界各個(gè)國家和地區(qū)。
⑦單臺(tái)輸出功率大,一般可達(dá)3kW甚至更大。因此,國際上各IC廠商目前提供的APFC控制IC絕大多數(shù)都是應(yīng)用于這一電路形式,只是其具體控制方法略有不同而已。控制方法主要分為電感電流不連續(xù)的電壓跟蹤控制和電感電流連續(xù)的乘法器控制,而后者因反饋電流的不同可分為峰值電流控制、平均電流控制和電流滯環(huán)控制。目前在實(shí)際產(chǎn)品中應(yīng)用比較多的當(dāng)屬平均電流型控制,典型IC為美國TI公司的UC3854和UC3855。前者為硬開關(guān)PWM控制IC,而后者則為改善其諸多不足之處的新型零電壓轉(zhuǎn)換脈寬調(diào)制(即ZVT-PWM)控制IC。應(yīng)用ZVT-PWM控制技術(shù)后,APFC產(chǎn)品功率因數(shù)(即PF)比較高可達(dá)0.999,效率可達(dá)97~98%,總諧波畸變(即THD)可低至4.0%左右。另外,BOOST電路中儲(chǔ)能電感使用的具體材料,根據(jù)性能、重量、體積、用途、成本方面不同的要求而有不同的選擇。非晶態(tài)合金、超微晶、軟磁鐵氧體、坡莫合金、鉬坡莫合金、鐵硅鋁、鐵粉芯等均可選用。