有源功率因數校正的應用實例分析(二)
發布時間:2019-07-12 09:41:35來源:
由于歐美國家對有關標準的強制執行,促使國際學術界對APFC技術進行積極探討,并取得了很多令人矚目的成果。特別是開發出適用于各種需要的眾多型號的控制用專用集成電路,使APFC產品的開發擺脫了早期采用分立元件造成的開發周期長、線路復雜、可靠性低且效果并不盡如人意的弊端,使APFC產品迅速得以推廣應用,取得了可觀的社會效益和經濟效益。目前,在學術界和實際工程應用中,人們對具體的實現APFC的具體電路拓撲基本已經形成共識,即采用BOOST電路。雖然從理論上講,幾乎所有的電路拓撲包括BUCK、FLYBACK、FORWARD、CUK等拓撲均可用于APFC,它們也各有其優缺點,但相較而言,BOOST電路優點更多,列舉如下:
①輸入電流連續,EMI小,RFI低。
②有輸入電感,可減少對輸入濾波器的要求,并可防止電網對主電路的高頻瞬態沖擊。
③電流波形失真小。
④共源極模式使驅動電路得以簡化。
⑤開關器件的電壓不超過輸出電壓。
⑥若其輸出電壓確定為DC400V,則輸入交流電壓允許變化范圍可寬達AC85V~AC264V(同時頻率變化范圍為47Hz~63Hz乃至400Hz),可不作修改地適用于全世界各個國家和地區。
⑦單臺輸出功率大,一般可達3kW甚至更大。因此,國際上各IC廠商目前提供的APFC控制IC絕大多數都是應用于這一電路形式,只是其具體控制方法略有不同而已。控制方法主要分為電感電流不連續的電壓跟蹤控制和電感電流連續的乘法器控制,而后者因反饋電流的不同可分為峰值電流控制、平均電流控制和電流滯環控制。目前在實際產品中應用比較多的當屬平均電流型控制,典型IC為美國TI公司的UC3854和UC3855。前者為硬開關PWM控制IC,而后者則為改善其諸多不足之處的新型零電壓轉換脈寬調制(即ZVT-PWM)控制IC。應用ZVT-PWM控制技術后,APFC產品功率因數(即PF)比較高可達0.999,效率可達97~98%,總諧波畸變(即THD)可低至4.0%左右。另外,BOOST電路中儲能電感使用的具體材料,根據性能、重量、體積、用途、成本方面不同的要求而有不同的選擇。非晶態合金、超微晶、軟磁鐵氧體、坡莫合金、鉬坡莫合金、鐵硅鋁、鐵粉芯等均可選用。