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傳統整流、濾波電路的弊端
來源： 日期：2013-11-25 10:22:38 人氣：標簽：
在交流輸入電壓的正半周，vd1、vd3導通，交流電壓通過vd1、vd3對濾波電容c充電，由于二極管的正向電阻和交流電源內阻很小，故電流較大，濾波電容c很快被充電到交流輸入電壓的峰值，當交流電源輸入電壓小于濾波電容c的端電壓vc時，vd1、vd3就處于截止狀態；同理，可分析負半周vd2、vd4的工作情況。
輸入的電壓波形和電流波形如下圖所示。
當電路進入穩態工作狀態后，只有當交流的峰值大于濾波電容上的電壓時，二極管才會導通，導通時間很短，大部分時間二極管都處于截止狀態，二極管輸入的導通角僅約為n/3，信號呈窄脈沖形狀，已不是連續輸入的正弦波電流，產生大量的諧波干擾分量，加上開關電源有高頻諧波分量反饋到電網，使視在輸入功率遠大于有用功率，功率因數降低到50%～65%，電網利用率嚴重降低：同時，這種整流、濾波電路產生了很大的電流諧波含量，嚴重干擾了電網，使其他用電設備工作不穩定，不能達到使用標準。為了使輸入電流諧波滿足要求，必須引入功率因數校正(power factorcorrection，簡稱pfc)電路。功率因數低的電氣設備，不僅不利于電網傳輸功率的充分利用，而且其輸入電流諧波含量較高。實踐證明，較高的諧波會沿輸電線路產生傳導干擾和輻射干擾，影響其他用電設備的安全、經濟運行，如對發電機和變壓器產生附加功率損耗，對繼電器、自動保護裝置、電子計算機及通信設備產生干擾而造成誤動作或計算誤差。
因此。防止和減小電流諧波對電網的污染，抑制電磁干擾，已成為全球普遍關注的問題。國際電工委員會與之相關的電磁兼容法規對電氣設備的各次諧波都作出了限制性的要求，世界各國尤其是發達國家已開始實施各項有關標準。隨著減小諧波標準的應用推廣，更多的電源設計結合了功率因數校正功能。許多新型元器件和pfc拓撲相繼涌現，有助于電網傳輸功率的充分利用和減少諧波對線路產生的干擾。比較成熟且應用廣泛的功率因數校正是兩級方案，它們有各自的功率器件和控制電路。pfc電路使線電流跟隨線電壓，使線電流正弦化，很容易達到高功率因數，減少諧波含量。
近年來，各國都提出相應的emc（電磁兼容）標準，嚴格規定了接入電網的設備的諧波干擾允許水平。我國推行的“3c”認證標準，要求所有電氣產品都必須通過該認證才可以出售，其中，該標準很重要的部分就是emc標準。功率因數校正技術就是通過在不控整流電路中加入dc/dc開關轉換器，應用電流反饋技術，使輸入端電流波形能跟蹤交流輸入電壓波形，從而使輸入端電流接近正弦，從而達到提高功率因數的目的。
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