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有源功率因数校正的应用实例分析(二)
发表时间:2011-4-8 9:58:01  浏览次数:1704

    由于欧美国家对有关标准的强制执行,促使国际学术界对APFC技术进行积极探讨,并取得了很多令人瞩目的成果。特别是开发出适用于各种需要的众多型号的控制用专用集成电路,使APFC产品的开发摆脱了早期采用分立元件造成的开发周期长、线路复杂、可靠性低且效果并不尽如人意的弊端,使APFC产品迅速得以推广应用,取得了可观的社会效益和经济效益。目前,在学术界和实际工程应用中,人们对具体的实现APFC的具体电路拓扑基本已经形成共识,即采用BOOST电路。虽然从理论上讲,几乎所有的电路拓扑包括BUCK、FLYBACK、FORWARD、CUK等拓扑均可用于APFC,它们也各有其优缺点,但相较而言,BOOST电路优点更多,列举如下:

①输入电流连续,EMI小,RFI低。

②有输入电感,可减少对输入滤波器的要求,并可防止电网对主电路的高频瞬态冲击。

③电流波形失真小。

④共源极模式使驱动电路得以简化。

⑤开关器件的电压不超过输出电压。

⑥若其输出电压确定为DC400V,则输入交流电压允许变化范围可宽达AC85V~AC264V(同时频率变化范围为47Hz~63Hz乃至400Hz),可不作修改地适用于全世界各个国家和地区。

⑦单台输出功率大,一般可达3kW甚至更大。因此,国际上各IC厂商目前提供的APFC控制IC绝大多数都是应用于这一电路形式,只是其具体控制方法略有不同而已。控制方法主要分为电感电流不连续的电压跟踪控制和电感电流连续的乘法器控制,而后者因反馈电流的不同可分为峰值电流控制、平均电流控制和电流滞环控制。目前在实际产品中应用最多的当属平均电流型控制,典型IC为美国TI公司的UC3854和UC3855。前者为硬开关PWM控制IC,而后者则为改善其诸多不足之处的新型零电压转换脉宽调制(即ZVT-PWM)控制IC。应用ZVT-PWM控制技术后,APFC产品功率因数(即PF)最高可达0.999,效率可达97~98%,总谐波畸变(即THD)可低至4.0%左右。另外,BOOST电路中储能电感使用的具体材料,根据性能、重量、体积、用途、成本方面不同的要求而有不同的选择。非晶态合金、超微晶、软磁铁氧体、坡莫合金、钼坡莫合金、铁硅铝、铁粉芯等均可选用。

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