PWM整流(PFC)
背景
在整流电路,即 AC/DC 变换电路,是指能直接将交流电能转换为直流电能的电路,是电力电子技术及电子仪器中应用极为广泛的一种变换电路。图 1.1(a)所示的是传统的不控二极管整流电路,交流电源经全波整流后,一般接一个大电容器,以得到波形较为平直的直流电压。此电路是一种非线性元件和储能元件的组合,因此,虽然输入交流电压是正弦的,但输入交流电流波形却严重畸变,呈脉冲状,如图1.1(b)所示。此电路对输入进行整流滤波时,只在输入交流电压的峰值部分才有输入电流,导致输入电流含有很大的电流谐波含量,严重干扰了电网,并且输入端的功率因数下降。
造成的影响有:
1.影响供电质量,功率因数的降低,无功功率的大量损失会给电网带来计划外的风险,输电的损失加大
2.二极管单相导电,电路效率较低
3.闭环控制时动态响应较慢
谐波的危害
1.谐波是公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗,降低了用电、输电和发电的运行效率
2.影响各种电气设备的正常工作。
3.使公共电网中产生局部的串联谐振和并联谐振,使谐波放。使1、2的危害增加
4.会对临近的通信设备产生干扰。
因此,引入PWM整流器,增加功率因数
BOOST-PFC
这是一种通过BOOST的功能来实现PFC的电路,有不同的结构
单管整流
通过控制开关管的关断,可以控制电感上电流的大小。开关的关断运用到的是与BOOST电路相同的拓扑结构,当开关闭合时,电感电流会上升,开关断开后,电感的电流会下降。通过这样一个不断上升下降的变化,可以让输入电流愈加趋近于正弦。
单管整流中,电感放在输入回路,或放在整流桥输出回路上,所达到的效果一样
这里单管整流将电感放在输入端,可以让电感上的电流来决定二极管的导通
PWM电压型整流(四开关H桥整流)
这种电路是无桥PFC整流,将整流桥给去掉。通过四个开关管的开关断,实现整流和PFC。整个回路所需要的元件少,每个回路通过的元件少,整个电路的效率较高。