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电源功率因数的提高
双击自动滚屏 发布者:admin 发布时间:2013-12-2 8:35:23 阅读:1297

电源功率因数的提高 1.一般开关电源功率因数不高的原因 开关电源具有体积小,重量轻和效率高等主要优点,但一般的开关电源是交流输入直接整流后,紧跟着大电容滤波,仅在交流电压正弦波顶附近,滤波电容被整流后的电压充电,这使输入电流呈脉冲波形。 这种电流的基波是和输入正弦电压同相位的,故产生有功功率。但电流波形中含有较大的高次谐波,这些高次谐波与输入正弦电压既不同频也不同相。因此,功率因数很低,一般为0.6左右。可见,功率因数低的原因是由于输入电流波形相对输入正弦电压波形有了畸变。

而开关电源本身是非线性负载,谐波电流很大,特别是其中三次谐波尤为突出,这不仅给公共电网带来很多危害,而且增大输入电流在传输线上的损耗,增加了用电单位的投资。尤其当采用三相四线制供电时,三、六、九次谐波在中线中是同相位的,合成后中线电流很大,有可能超过相线电流,而中线配置一般远小于相线线径,故会造成中线严重过载,而且按安全规定,中线无保护装置,这将造成中线过热,可引起火灾事故。 随着开关电源的普及应用,有关部门作出了相应规定,限制设备对公用电网污染的程度。国际电工委员会也制订了如IEC555-2等法规对用电设备的波形失真,作了具体限制的规定,我国邮电部门对通讯用开关电源也有具体要求,为此,功率因数低的开关电源已被限制使用,显然不适应现代通讯的要求。 2.功率因数的提高 提高功率因数最简单的方法是补偿法,即如果壁挂式直流电源 电路是呈感性的,可用并联电容的方法,反之,如果电路是容性的,可用串联电感的方法去提高功率因数。例如:常用的照明日光灯,因为都有一只大电感镇流器串在电路,故电路呈感性负载,功率因数在0.5左右。若并联上一个容量适当的电容器,可提高功率因数到0.95以上。在日光灯转换能量所耗有功功率不变的情况下,减少了在传输线上通过的电流I,大大节约了电能。

随着非线性设备的大量运行,对公共电网污染影响越来越严重,如何消除和抑制对公共电网的污染,已成为当今世界的重要研究课题,目前已厂廷便用的抑制谓彼电侃的王妥万法有以下几种:

(1)多脉整流:改单相整流为多相(比如三相)整流,提高基波频率并降低其幅值,同时可利用变压器绕组的不同接法对各次谐波电流移相,使某次谐波(通常是最大的)在变压器次级反相则相互迭加而抵消。这种方案在变压器具有平衡负载的情况下,对减少输入端的低次谐波是有效的。

(2)无源滤波法:这种方法是在整流翰出与开关电源之间加入电感量很大的低频电感,减少滤波电容充电电流的尖峰,对抑制高次谐波很有效。但滤波设备体积庞大,提高功率因数的效果也不很理想(通常,功率因数可达0.85)。而且运行情况受系统阻抗的影响,若不使用调谐电抗器,很可能会与系统电抗产生并联谐振。但由于结构简单,目前仍有使用。

 (3)有源功率因数校正(PFC)法:它利用有源开关式AC / DC变换技术。直接使输入电流成为与电网电压同相位的正弦波。这种方法对技术要求较高,但功率因数校正效果好,可将功率因数校正到0.99以上,故在大容量或较大容量的通信用开关电源系统中使用较普遍。

 
 

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