【48812】补偿 EMI 滤波器 X 电容对有源 PFC 功率因数的影响

时间: 2024-07-15 05:26:48 |   作者: 屏蔽类电源滤波器

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  现代开关形式电源运用 X 电容器和 Y 电容器与电感器的组合来过滤共模和差模元件坐落任何有源(或无源)功率因数校对 (PFC) 电路的前面(图 1),因而的电抗对功率因数 (PF) 形成的任何失真都会改动乃至完美的功率因数校对 (PFC) 电路。批改了电压-电流联系。

  现代开关形式电源运用 X电容器和 Y 电容器与电感器的组合来过滤共模和差模EMI滤波器元件坐落任何有源(或无源)功率因数校对 (PFC) 电路的前面(图 1),因而 EMI 滤波器的电抗对功率因数 (PF) 形成的任何失真都会改动乃至完美的功率因数校对 (PFC) 电路。批改了电压-电流联系。典型 PFC 225W 电源输入级示意图。

  当输出功率处于标称功率时,输入高于 75W,常常要有源 PFC 才干完成大于 0.9 的 PF。直到近,这种满载要求在规划输入滤波器时仍是十分有协助的。跟着负载的增加,电源的电阻输入阻抗会下降并终吞没 X 电容的无功阻抗,然后主导整个功率转化引擎的 PF。在轻负载和高线路条件下,PSU 输入阻抗,PF 将因 X 电容而下降(图 2)。经过向整个负载规模(230VAC 输入)的抱负体系(单位功率因数)增加增加的 X 电容(共模)来完成对 PF 的均匀作用。

  图 2:在整个负载规模(230VAC 输入)内向抱负体系(单位功率因数)增加增加的 X 电容(共模)对 PF 的均匀影响

  但是,一些现代规范,例如80 PLUS Titanium PC规范(20%负载时PF 0.9),开端要求轻负载时PF较高。假如配电网络并行露出于很多机器,这是有意义的。在轻负载下并行运转的多个设备、显现器或计算机能够(而且将会)经过在低 PF 下出现很多需求来压倒本地网络的 VA 功率才能,由此发生不行继续的视在功率要求。因为很多电机的共模效应,电器一般运用较大的 X 电容值,因而这是规划中 X 电容或许很大的另一个原因。,与滤波电感比较,X 电容器相对廉价,这使得运用更多或更大的 X 电容器而不是增加 EMI 滤波电感器的尺度更具吸引力。

  “强力”办法或许是在体系的输入中增加电感以削减容抗,在某些情况下,这或许是有用的。但是,更高雅的解决方案是让 PFC 级监控输入电压和输入电流相位联系,然后在轻负载时对 PF 函数运用校对因子。这具有在其校对算法中引进电流相位滞后的作用,以将总体系功率因数康复为单位。图 3 显现了根据 Power Integrations 的 HiperPFS-5 IC 系列的先进有源 PFC 规划,这是一款具有集成 750V PowiGaN 开关的先进 PFC 操控器 IC,针对整个负载规模内的高 PF 和功率进行了优化。

  图 3:PFC 250W 电源的输入级。PFC 运用变频准谐振 DCM 操控技能和 GaN 功率开关,在整个负载规模内供给十分高的功率,一起坚持较低的升压电感。

  功率因数增强 (PFE) 经过歪曲校对电流波形来补偿输入电容的相位失真,来进步功率因数。它还削减了输入电流波形失真的影响(电流正弦波的失真,特别是在过零处,将增加总谐波失真,将在另一篇文章中评论)。经过使用操控引擎,能够明显改进轻载PF。图 4 显现了实践电源的 PF,负载了人为的高输入电容 (650 nF)。PFE 功用可将功率因数进步高达 10%,负载约为 75W。

  经过向 PF 操控引擎增加失真信息,能够明显削减输入电容形成的 PF 失真。该电路会主动补偿输入阻抗的改变,然后保证的 PF,虽然滤波器组件存在出产公役和一系列工作条件。体系支撑严峻失真的输入电压波形(例如发电机或逆变器输入)的才能在另一篇文章中进行了描绘。

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