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數(shù)字高清彩電功率因數(shù)校正(PFC)電路的分類
來源: 日期:2013-12-5 10:32:43 人氣:標簽:
這種無源pfc電路的工作原理是:當(dāng)50hz的ac電路電壓按正弦規(guī)律由0向峰值vm變化的1/4周期內(nèi)(即在0<t≤5ms期間),橋式整流器中二極管vd2和vd3導(dǎo)通(vd1和vd4截止),電流對電容c1并經(jīng)二極管vd6對c2充電。
當(dāng)vac瞬時值達到vm時,因c1=c2,故cl和c2上的電壓相同,均為1/2 vm。當(dāng)ac電路電壓從峰值開始下降時,電容cl通過負載和二極管vd5迅速放電,并且下降速率比ac電壓按正弦規(guī)律下降快得多,故直到ac電壓瞬時值達到1/2vm之前,vd2和vd3一直導(dǎo)通。
當(dāng)瞬時ac電壓幅值小于1/2vm時,電容c2通過vd7和負載放電。當(dāng)ac輸入電壓瞬時值低于無源pfc電路的dc總線電壓時,vd2和vd3截止,ac電流不能通過整流二極管,于是iac出現(xiàn)死區(qū)。在ac電壓的負半周開始后的一段時間內(nèi),vd1和vd4不會馬上導(dǎo)通。
只有在ac瞬時電壓高于橋式整流輸出端的dc電壓時,vd1和vd4才能因正向偏置而導(dǎo)通。一旦vd1和vd4導(dǎo)通,cl和c2再次被充電,于是出現(xiàn)與類似正半周的情況,得到如下圖所示的ac電路輸入電壓vac和電流iac波形。
從圖中可以看出,采用無源pfc電路取代單只電容濾波,整流二極管導(dǎo)通角明顯增大(大于120°),ac輸入電流波形會變得平滑一些。電路功率因數(shù)可達0.92~0.94。但是,這種低成本的無源pfc電路的dc輸出電壓紋波較大,質(zhì)量不高。
②有源pfc電路:有源pfc電路框圖如下圖所示。
從圖中可以看出,這是一個由儲能電感l(wèi)、場效應(yīng)功率開關(guān)管v、二極管vd2構(gòu)成的升壓式dc/dc變換器。
整流輸入電壓由r2、rl分壓后,經(jīng)輸入電壓檢測電路后,送到乘法器;場效應(yīng)開關(guān)管的源極電流經(jīng)輸入電流檢測后,也加到乘法器;輸出電壓由r4、r3分壓后,送到輸出電壓檢測電路,經(jīng)與參考電壓比較和誤差放大后,也送到乘法器。
在較大動態(tài)范圍內(nèi),模擬乘法器的傳輸特性呈線性。當(dāng)正弦波交流輸入電壓從零上升至峰值時,乘法器將三路輸入信號處理后,輸出相應(yīng)電平去控制pwm比較器的門限值,然后與鋸齒波比較,產(chǎn)生pwm調(diào)制信號,加到mosfet場效應(yīng)管柵極,調(diào)整漏、源極導(dǎo)通寬度和時間,使它同步跟蹤電網(wǎng)輸入電壓的變化,讓pfc電路的負載相對交流電網(wǎng)呈純電阻特性。
結(jié)果流過dc/dc-次回路的感性電流峰值包絡(luò)線緊跟正弦交流輸入電壓變化;獲得與電網(wǎng)輸入電壓同頻、同相的正弦波電流。
在開關(guān)電源實際pfc電路中,除場效應(yīng)管v和幾個分壓電阻外,上述的大部分電路都集成在一塊集成電路內(nèi)。這塊集成電路稱為功率校正集成電路,常見型號有:st公司生產(chǎn)的l4981/l6560;西門子公司生產(chǎn)的tda4862/tda4863;摩托羅拉公司生產(chǎn)的mc33261/mc34261;三星公司生產(chǎn)的ka7524/ka7526;硅通公司生產(chǎn)的sg3561;安森美半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的ncp1650;英飛凌公司生產(chǎn)的iceips01等。
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