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单级功率因数校正电路实用性的分析? 单级功率因数校正电路实用性的分析 摘要:针对电网对电源功率因数和谐波含量的要求,单级功率因数校正电路已经是 电力 电子领域的研究热点。对单级功率因数校正电路进行了分析,同时根据现在的输入电流的谐波标准,分析了单级功率因数校正电路的实用性。 关键词:功率因数校正;单级功率因数校正;实用性引言为了减少谐波对交流电网的污染,国内外都制订了限制电流谐波的有关标准,因此,功率因数校正(PFC)技术已成为电力电子领域中的研究热点。随着电力质量标准的日益严格,PFC变换器被越来越多地应用于开关电源、 变频调速器 和荧光灯交流电子镇流器中。近几年来,随着相关技术和各种控制策略的发展,PFC技术已得到大量研究。PFC电路根据工作方式可分为两大类,即无源PFC电路和有源PFC电路。有源PFC电路根据变换级数可以分为单级PFC电路和多级PFC电路。近年来,单级PFC电路得到广泛的关注,对它的研究也越来越热了,但是,在工业上它还没有得到广泛应用。 通常,通过以下几个方面来判断一个功率因数校正拓扑的优劣:--功率因数的高低;--输入电流波形畸变的大小;--效率和功率密度的高低;--开关管应力的大小。 单级功率因数校正将PFC级和DC/DC级组合在一起,同时实现对输入电流的整形和对输出电压的调节,但与两级方案相比,它只调节输出电压,保证输出电压的稳定,而对输入电流没有进行调节,让输入电流自动跟踪输入电压,因此,单级PFC电路的效果比较差。本文根据现在国际上的电流谐波标准,对单级PFC电路在工业上能否被广泛应用进行了分析。 1 单级PFC电路的分析图1是单级PFC的通用结构。不像两级PFC,单级PFC中使PFC级和DC/DC级共用一个开关,同时实现输入电流波形的整形和输出电压的快速调节,输入输出的隔离。由于控制电路只负责调节输出电压,在稳态时占空比(D)几乎是个恒定值,所以,单级PFC要求输入电流能够自动跟随输入电压,图2为单级PFC的输入电压、电流波形和占空比波形。1.1 储能电容的比较在单级PFC中,由于DC/DC级工作在CCM,占空比不随负载变化。当负载变轻时,输出功率减少,PFC级输入功率Pin却没有这么快的变化。这样,充入储能电容的能量大于从储能电容抽走的能量,导致储能电容电压上升,如果输入具有较少的阻抗,VB会急剧上升以维持输入功率和输出功率的平衡。另外,单级PFC电路储能电容上的电压变化范围比较大,在输入电压低的时候,储能电容上的电压比较低;在输入电压高的时候,储能电容上的电压比较高,因此,对于相同的输出功率等级来说,单级PFC电路中所需的储能电容比两级PFC电路要大很多,储能电容上的电压应力也要大很多。从图3中可以发现VB由输入功率控制,而不受输入电压和输出负载的控制。 1.2 半导体器件的比较在两级PFC变换器中,PFC开关管承受PFC级的电流,DC/DC变换器的开关管承受DC/DC级的电流。而在单级PFC变换器中只使用了一个开关管,它要承受PFC级和DC/DC级的电流,这样,单级PFC变换器中开关管要承受更高的电流应力。通过开关管的电流的大小决定了管子的损耗和尺寸。图4给出了两级PFC变换器和单级PFC变换器中电流大小的比较。另外,与两级PFC电路相比,单级PFC电路中储能电容上的电压比较高,因此,单级PFC电路中管子上的电压应力也比较高。1.3 磁芯元件的比较在两级PFC电路中的输入电感主要是由输入电流最大纹波和PFC级的占空比来决定的,而在单级PFC电路中主变压器不仅是PFC电路的输入电感,而且还用来储存能量,因此,在相同的输出功率下,单级PFC电路中的磁芯元件要承受更大的应力。 单级功率因数校正电路实用性的分析 来自: 书签论文网   考虑到单级PFC电路中元器件的应力等问题,它的最大输出功率就会受到限制。一般说来,单级PFC电路的最大输出功率在100W左右。2 单级PFC电路实用性的分析图5给出了功率电子装置的4种分类等级:A,B,C,和D。对于这4种不同的等级,分别有相应的各次谐波限制。现在对输入电流谐波的要求越来越严格,IEC标准规定,输出功率在75~600W的电子装置都要满足ClassD,对于这类设备不仅在满载时要满足ClassD,而且在输入功率=75W时也要满足ClassD;而对于照明装置的要求更加严格,要求它满足ClassC。 随着人们对电力质量的关注越来越强,相关标准对电网输入电流的谐波要求也越来越高了。以前规定,如果输入电流波形的95%以上在图6所示的方框内,那么这个输入电流必须满足ClassD;如果输入电流波形不足95%以上在图6所示的方框内时,只要满足ClassA。而ClassA的要求比ClassD要低很多。因此,很多公司为了降低设计成本故意恶化输入电流波形,让其输入电流波形不超过95%的部分在这个方框内,这样只要满足ClassA就可以了,但是,这样的波形对电网的污染增加了。因此,为了减少对电网的污染,现在对输入电流谐波要求的标准越来越高了,没有图6所示的方框了,对于75W<输出功率<600W的电子装置必须满足ClassD。这样,输入电流波形比较差的产品就很难通过谐波标准。就单级PFC电路而言,它的输入电流波形和电路的效率成反比。这是因为单级PFC中的输入电流波形与电压、电流应力成正比。如果要求输入电流波形比较好,那么就要选用应力高的管子,应力高的管子损耗比较大,电路的效率就降低了。而实际的产品不仅要求输入电流能否满足谐波标准,而且还要考虑电路的效率,因此,就目前单级PFC电路而言,它很难在工业上得到广泛的应用。 3 结语现在对电网质量的要求越来越严格了,要求输入电流的谐波含量低。而单级PFC电路只调节输出电压,输入电流中谐波含量比较高,其元器件所承受的应力比两级PFC中的大很多,因此,单级PFC电路很难在工业界得到广泛应用。为了使单级PFC能够在工业上得到广泛使用,就必须改善输入电流波形,降低电容应力及变压器应力,管子的电流应力和电压应力。查看更多 0个回答 . 3人已关注
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蒸汽流量计的选型?有经验的请进!? 我单位有两个测蒸汽流量的位置原安装的是 弯管流量计 ,但计量不准确,现要求改造,想重新选型(管径在DN600左右,压力1MPA,温度300多度),主要是前后直管段在2D左右,有实用经验的师傅请给推荐一下!问了别人一下说是 平衡流量计 前后直管段要求小,但网上一查说是非标准 流量计 ,要实际标定,不知道是不是? 查看更多 31个回答 . 4人已关注
材料质量证明文件一览表填写? 材料质量证明文件一览表中 的 证件自编号 证明填写 ,填写规则是什么? [size=10.5000pt]file:///C:\Users\csw\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps5B2B.tmp.png[size=10.5000pt]SH[size=10.5000pt]/[size=10.5000pt]T [size=10.5000pt]3503-[size=10.5000pt]J[size=10.5000pt]131-1 [size=16.0000pt]设备[size=16.0000pt]/材料质量证明文件一览表 [size=16.0000pt](一) [size=10.5000pt]工程名称:[size=10.5000pt]南化公司[size=10.5000pt]9 万吨 / 年制氢及配套 空分项目 [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt]序 [size=10.5000pt]号 [size=10.5000pt]证件自编号 [size=10.5000pt]证件出厂编号 [size=10.5000pt]复验报告 [size=10.5000pt]编号 [size=10.5000pt]物资名称 [size=10.5000pt]规格型号 [size=10.5000pt]材质 [size=10.5000pt]单位 [size=10.5000pt]总量 [size=10.5000pt]制造厂家 [size=10.5000pt]领用单位 [size=10.5000pt]领用量 [size=10.5000pt]1 [size=10.5000pt]1 [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt]铅包钢接地极 [size=10.5000pt]UTA1-[size=10.5000pt]file:///C:\Users\csw\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps5B2C.tmp.png, L=2500 [size=10.5000pt]铅包钢 [size=10.5000pt]根 [size=10.5000pt]3 [size=10.5000pt]无锡市格林电工装备有限公司 [size=10.5000pt]中石化第五建设有限公司 [size=10.5000pt]3 [size=10.5000pt]2 [size=10.5000pt]2 [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt]铅包钢接地极 [size=10.5000pt]X1-J150\150 [size=10.5000pt]铅包钢 [size=10.5000pt]米 [size=10.5000pt]2000 [size=10.5000pt]无锡市格林电工装备有限公司 [size=10.5000pt]中石化第五建设有限公司 [size=10.5000pt]2000 [size=10.5000pt]3 [size=10.5000pt]3 [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt]铅包钢接地极 [size=10.5000pt]X1-J185\185 [size=10.5000pt]铅包钢 [size=10.5000pt]米 [size=10.5000pt]570 [size=10.5000pt]无锡市格林电工装备有限公司 [size=10.5000pt]中石化第五建设有限公司 [size=10.5000pt]570 [size=10.5000pt]4 [size=10.5000pt]4 [size=10.5000pt]T-12011-17、18、19 [size=10.5000pt] [size=10.5000pt]接地板 [size=10.5000pt]QF-12\300[size=10.5000pt]file:///C:\Users\csw\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps5B3D.tmp.png100[size=10.5000pt]file:///C:\Users\csw\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps5B3E.tmp.png6 [size=10.5000pt]T2铜镀锡 [size=10.5000pt]块 [size=10.5000pt]7 [size=10.5000pt]无锡市格林电工装备有限公司 [size=10.5000pt]中石化第五建设有限公司 [size=10.5000pt]7 [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt]建 设 [size=10.5000pt]/ [size=10.5000pt]监 理 单 位 [size=10.5000pt]总 承 包 单 位 [size=10.5000pt]采 购 单 位 [size=10.5000pt]专业工程师: [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt]日期: 年 月 日 [size=10.5000pt]专业工程师: [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt]日期: 年 月 日 [size=10.5000pt]file:///C:\Users\csw\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps5B4F.tmp.png[size=10.5000pt]材料工程师: [size=10.5000pt]制 表: [size=10.5000pt] [size=10.5000pt] [size=10.5000pt]日期: 年 月 日 写规则是什么? 查看更多 0个回答 . 3人已关注
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简介
职业:烟台分公司东营联合石化有限责任公司有限公司 - 设备工程师
学校:万杰科技学院 - 机电一体化
地区:安徽省
个人简介:科学家的成果是全人类的财产,而科学是最无私的领域。查看更多
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