【正文】 效。過高的電流諧波含量會使交流供電電源的中線電流增大，引起中線超負(fù)荷，影響電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。另外，由于電子鎮(zhèn)流器的開關(guān)頻率達(dá) 20－ 60kHz，惠州學(xué)院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設(shè)計） 7 故必須將其電磁干擾（ EMI）和射頻干擾（ RFI）降低到可以接受的程度。 以上這幾項基本要求，在電子鎮(zhèn)流器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) GB15143 和 GB／ Y15144 中，都有明確的規(guī)定。 圖 31 總電路 工作 流程 輸入交流電 整流濾波后將高頻電逆變 利用 MC34262控制來提高功率因數(shù) 高頻電壓啟動熒光燈 惠州學(xué)院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設(shè)計） 9 高性能電子鎮(zhèn)流器電路框 根據(jù)電子鎮(zhèn)流器的基本要求， 電路框圖如圖 32 所示。事實(shí)上，每臺機(jī)電、電子電器設(shè)備都可以看作是外部 EMI 源。除人為的因素外，還有閃電、宇宙噪聲、太陽輻射和太陽黑子等自然 干擾湖。其中，濾波技術(shù)是抑制傳導(dǎo)干擾最有效和最經(jīng)濟(jì)的手段。 圖 34 EMI 濾波電路 惠州學(xué)院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設(shè)計） 11 在 圖 34 中 ， L1 與 L C2 和 C3 與 C4 組成 EMI 濾波器，用于差模一共模方式的EMI/RFI 的抑制。但是對于不對稱干擾（共模）信號來說，這兩個線同產(chǎn)生的磁場是相互加強(qiáng)的．對外呈現(xiàn)出的總電感明顯加大，于是，對稱的干擾信號就被 L L2 和C C2 大大地抑制了。未采取功率因數(shù)校正（ PFC）措施的電子鎮(zhèn)流器，大多都是采用電解電容作為濾波器，將全橋整流電路輸出的脈動直流電壓變成紋波較小的平滑直流電壓，作為高叛逆變器的供電電源。在交流電壓的負(fù)半周， VD VD2截止， VD VI4 導(dǎo)通，電流流經(jīng) VD負(fù)載和 VD4，回到交流電源的負(fù)端。由于只有在交流輸入電壓瞬時值高于整流濾波電壓時，橋式鎮(zhèn)流器中的二極管才因正向偏置而道通，而在交流輸入瞬時電壓幅值底于整流濾波電壓，整流二極管則因反向偏置而截止，故整流二極管只有在交流電源電壓峰值附近才道通，道通角 θ 遠(yuǎn)小于 π。而本設(shè)計則采用了比 PFC 電路更好的 APFC 電路。大致說來，功率因數(shù)校正有兩種方案：無源功率因數(shù)校正 (PassivePFC)和有源功率因數(shù)校 (ActivePFC)。 PFC 電路的基本功能就是增大整流二極管的導(dǎo)通角，抑制電源電流的波形畸變，提高線路功率因數(shù)。 圖 42 無源諧波濾波逐流電路 惠州學(xué)院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設(shè)計） 15 由兩個電容和三個二極管組成的無源濾波電路，最早出現(xiàn)于美國的 120V、 NCll。但由于其可以將線路功來因數(shù)輕而易舉地提高到 0． 9 以上，電源電流諧波總含量可以降低至 30 ％左右．達(dá)到 H 級水平．比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用．故該諧波濾波電路在我國仍未被淘汰。當(dāng) ACV 上升到 Vm時， C1 和 C2 上的電壓 Vcl＝ Vc2≈ mV21 。直到 mAC VV 21? ， VD VD2 則一直導(dǎo)通，有惠州學(xué)院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設(shè)計） 16 電流通過。但在 t≥10ms后的開始一段時間內(nèi)，由于 ACV小于 DCV ， VD VD4 仍因反偏而不能馬上進(jìn)入導(dǎo)通，電流 ACI 繼續(xù)中斷。此電路由功率 MOS 開關(guān)管 VT升壓電感 L、升壓二極管 VD、輸出電容 C。 （ 2）開關(guān)管 VT1 截止時 由于電感電流 IL 不能突變，只能有原來的數(shù)值線性下降。 功率因數(shù)校正方法概述 功率因數(shù)校正可簡單地定義為有功功率與視在功率之比。在電工基礎(chǔ)課程中，功率因數(shù)往往就是如此定義，但是它僅適用于特定情況，即電流和電壓都是純正弦波。在這種情況下，只在輸入波形的各峰值處從輸入端吸收電流，而且電流脈沖必須包含足夠的能量，以便在下一個峰值到來之前能維持負(fù)載電壓。 MC34262 的基本結(jié)構(gòu)如圖 45 所示。以下的資料和數(shù)據(jù)都是關(guān)于如何設(shè)計簡單、高性能價格比的獲得有源功率因數(shù)惠州學(xué)院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設(shè)計） 19 校正的解決方案的。因?yàn)橛性摧斎腚娐饭ぷ髟诒冉涣骶€高得多的頻率上，因而它比具有相同效果的 無源電路更小，更輕而且效率更高。 圖 46 有源功率因數(shù)校正預(yù)變器 主體 電路 如圖 4—7。 R R3 組成分壓器，為乘法器提供取樣的輸入，而他旁邊的電容 C2 是用來消除高頻噪音的。 為了提高電子鎮(zhèn)流器的可靠性與安全性，需要對其采取一些保護(hù)措施。 本文 設(shè)計 的電子鎮(zhèn)流器 , 其 PFC 電路以 MC34262 為核心 ， 不但提高了功率因數(shù) ,而且有效降低電源總諧波失真。在此，向恩師謹(jǐn)致我最崇高的敬意和最誠摯的謝意！ 老師對我在學(xué)習(xí)上的嚴(yán)格要求和教誨，對學(xué)生的負(fù)責(zé)，使我受益匪淺，這些必將對我以后的學(xué)習(xí)、工作和生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 最后感謝惠州學(xué)院電子科學(xué)系對我的大力栽培。 現(xiàn)已成為現(xiàn)代電氣工程與 自動化專業(yè) 不可缺少的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)該專業(yè)人才中占有重要地位。 “電力電子學(xué) ”和 “電力電子技術(shù) ”是分別從學(xué)術(shù)和工程技術(shù) 2 個不同的角度來稱呼的。 80 年代后期，以絕緣柵極雙極型晶體管（ IGBT 可看作 MOSFET 和 BJT 的復(fù)合）為代表的復(fù)合型器件集驅(qū)動功率小，開關(guān)速度快，通態(tài)壓降小，在流能力大于一身，性能優(yōu)越使之成為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的主導(dǎo)器件。一般情況下，它是將一種形式的工業(yè)電能轉(zhuǎn)換成另一種形式的工業(yè)電能。與電子技術(shù)不同，電力電子技術(shù)變換的電能是作為能源而不是作為信息傳感的載體。電力電子技術(shù)的內(nèi)容主要包括電力電子器件、 電力電子電路 和 電力電子裝置 及其系統(tǒng)。這些電路中還包括各種控制、觸發(fā)、保護(hù)、顯示、信息處理、繼電接觸等二次回路及外圍電路。 作用 (1) 優(yōu)化電能使用。據(jù)發(fā)達(dá)國家預(yù)測，今后將有 95%的電能要經(jīng)電力電子技術(shù)處理后再使用，即工業(yè)和民用的各種機(jī)電設(shè)備中，有 95%與電力電子產(chǎn)業(yè)有關(guān)，特別是，電力電子技術(shù)是弱電控制強(qiáng)電的媒體，是機(jī)電設(shè)備與 計算機(jī)之間的重要接口，它為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)采用微電子技術(shù)創(chuàng)造了條件，成為發(fā) 揮計算惠州學(xué)院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設(shè)計） 29 機(jī)作用的保證和基礎(chǔ)。有人甚至提出，電子學(xué)的下一項革命將發(fā)生在以工業(yè)設(shè)備和電網(wǎng)為對象的電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，電力電子技術(shù)將把人們帶到第二次電子革命的邊緣。 1920 年試制出氧化銅整流器，1923 年出現(xiàn)了硒整流器。 1954 年， 瑞典通用電機(jī)公司 (ASEA 公司 )首先將汞弧管用于高壓整流和逆變 ,并在 177。 50 年代末晶閘管被用于電力電子裝置， 60 年代以來得到迅速推廣 ,并開發(fā)出一系列派生器件 ,拓展了電力電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。根據(jù)所用的器件 ,這些控制 電路大體上可以分為 3 代。自從 1958 年美國出現(xiàn)了世界上第一個集成電路以來，發(fā)展異常迅速。 電力電子裝置 隨著電力電子電路的發(fā)展和完善，由晶閘管組成的許多類型的電力電子裝置不斷出現(xiàn)。同時，電力電子裝置往往對頻率、電壓等的調(diào)節(jié)比較容易，響應(yīng)快，功能多，自動化程度高，因此用于工業(yè)上不但明顯節(jié)能，還往往能提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)省原材料，并常能改善工作環(huán)境。其一為微機(jī)的發(fā)展對電力電子裝置的 控制系統(tǒng) 、故障檢測、信息處理等起了重大作用 ,今后還將繼續(xù)發(fā)展 。這種光控管與電觸發(fā)的晶閘管相比，簡化了觸發(fā)電路 ，提高了絕緣水平和抗干擾能力，可使變流設(shè)備向小型、輕量方向發(fā)展，既降低了造價，又提高運(yùn)行的可靠性。與此同時，電力電子器件、電力電子電路和電力電子裝置的 計算機(jī)模擬 和仿真技術(shù)也在不斷發(fā)展。因此電力電子技術(shù)與國家的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)關(guān)系密切，并與國家發(fā)展的各項方針及產(chǎn)業(yè)政策相 配臺的要求在 21世紀(jì)會顯得越來越強(qiáng)烈。我國開發(fā)研制電力電子器件的綜合技術(shù)能力與國外發(fā)達(dá)國家相比，仍有較大的差距，要發(fā)展和創(chuàng)新我國電力電子技術(shù)，并形 成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模，就必須走有中國特色的產(chǎn)學(xué)創(chuàng)新之路， 即牢牢堅持和掌握產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的方法走共同發(fā)展之路。并要把技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品應(yīng)用及市場推廣有機(jī)結(jié)合，已加快科技創(chuàng)新的自我強(qiáng)化的 循環(huán)，促進(jìn)和帶動技術(shù)創(chuàng)新有著穩(wěn)定的基礎(chǔ)，以使我國電力電子技 術(shù)及器件制造工藝技術(shù)有以長足的發(fā)展，并形成一個全新的圾陽產(chǎn)業(yè)，轉(zhuǎn)化為巨大的生產(chǎn)力，推動我國工業(yè)領(lǐng)域由粗板型經(jīng)營走向集型，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)以高速、高度、可持續(xù)發(fā)展。也要從器件制造工藝技術(shù)引導(dǎo)創(chuàng)新，從新材料科學(xué)的應(yīng)用上創(chuàng)新，以此推動電力電子器制造工藝的技術(shù)創(chuàng)新，提高器件的可靠性。在 21 世紀(jì)初加快現(xiàn)代電力電子 化轉(zhuǎn)化的力度，必將形成一條朝陽的高科技產(chǎn)業(yè)鏈，推動我國工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新。電力電子技術(shù)雖然它具有微電子技術(shù)的許多共同特征，如發(fā)展變化都非常迅速 ，滲透力和創(chuàng)新表現(xiàn)十分突出，生命力格外旺盛，處于陽光產(chǎn)業(yè)地位，并與其它學(xué)科相互融 合和發(fā)展產(chǎn)生新的機(jī)遇，而電力電子技術(shù)還有其自身一些獨(dú)具特色的地方，如高電壓、大容 量及控制功率范圍大，因此技術(shù)的創(chuàng)新難度在于必須跨越高電壓大功率這一關(guān)卡，及其技術(shù) 的綜合難度，如材料工業(yè)和制造工藝，而電力電子器件工作的可靠性是其極其 重要的一個技術(shù)指標(biāo)。由場控和雙極型合成的新一代電力電子器件，如絕緣柵雙極型晶體管（ IGT 或 IGBT）和 MOS 控制晶閘管（ MCT）也正在惠州學(xué)院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設(shè)計） 31 興起 ,容量也已相當(dāng)大。其中除普通晶閘管向更大容量（ 6500 伏 、 3500 安）發(fā)展外，門極可關(guān)斷晶閘管 (GTO)電壓已達(dá) 4500伏，電流已達(dá) 2500～ 3000 安；雙極型晶體管也向著更大容量發(fā)展， 80 年代中后期其工業(yè)產(chǎn)品最高電壓達(dá) 1400 伏，最大電流達(dá) 400 安 ,工作頻率比晶閘管高得多 ,采用 達(dá)林頓 結(jié)構(gòu)時電流增益可達(dá) 75～ 200。 進(jìn)展 從 20 世紀(jì) 50 年代中到 70 年代末，以大功率硅二極管、 雙極型功率晶體管 和晶閘管應(yīng)用為基礎(chǔ)（尤其是晶閘管）的電力電子技術(shù)發(fā)展比較成熟。這些電力電子裝置 ,與傳統(tǒng)的電動機(jī) 發(fā)電機(jī)組比，有較高的電效率 (以容量 10 千瓦至數(shù)百千瓦、頻率為 1000 赫的電動機(jī) 發(fā)電機(jī)組為例 ,在額 定負(fù)載下 ,效率 η＝ 80％，并隨負(fù)載減小而顯著降低 ,若用晶閘管電源 ,η≥92％ ,且隨負(fù)載變化不大），因此，有明顯的節(jié)能效果。第三代由微機(jī)進(jìn)行控制。直到 80 年代后期，還用得不少。這些電路都包含晶閘管，而每個晶閘管都需要相應(yīng)的 觸發(fā)器 。 1956 年，美國人 。 20 世紀(jì)40 年代末出現(xiàn)了晶體管。 1910 年出現(xiàn)了鐵殼汞弧整流器。實(shí)現(xiàn)最佳工作效率，將使機(jī)電設(shè)備的體積減小幾倍、幾十倍，響應(yīng)速度達(dá)到高速化，并能適應(yīng)任何基準(zhǔn) 信號 ，實(shí)現(xiàn)無噪音且具有全新的功能和用途。例如，在節(jié)電方面，針對風(fēng)機(jī)水泵、電力牽引、軋機(jī)冶煉、輕工造紙、工業(yè)窯爐、感應(yīng)加熱、電焊、化工、電解等 14 個方面的調(diào)查，潛在節(jié)電總量相當(dāng)于 1990 年全國發(fā)電量的 16%，所以推廣應(yīng)用電力電子技術(shù)是節(jié)能的一項戰(zhàn)略措 施，一般節(jié)能效果可達(dá) 10%40%，我國已將許多裝置列入節(jié)能的推廣應(yīng)用項目。這些裝置常與負(fù)載、配套設(shè)備等組成一個系統(tǒng)。近代新型電力電子器件中大量應(yīng)用了微電子學(xué)的技術(shù)。 電力電子技術(shù)是建立在電子學(xué)、 電工原理 和自動控制三大學(xué)科上的新興學(xué)科。應(yīng)用電力電子技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)非電能與電能之間的轉(zhuǎn)換。目前 PIC 的功率都還較小但這代表了電力電子技術(shù)發(fā)展的一惠州學(xué)院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設(shè)計） 28 個重要方向。此前就已經(jīng)有用于電力變換的 電子技術(shù) ，所以晶閘管出現(xiàn)前的時期可稱為電力電子技術(shù)的史前或黎明時期。 1974 年， 美國 的 用一個倒三角形（如圖）對電力電子學(xué)進(jìn)行了描述，認(rèn)為它是由電力學(xué)、電子學(xué) 和 控制理論 三個學(xué)科交叉而形成的。電力電子技術(shù)所變換的 “電力 ”功率可大到數(shù)百 MW 甚至 GW，也可以小到數(shù) W 甚至 1W 以下，和以信息處理為主的信息電子技術(shù)不同電力電子技術(shù)主要用于電力變換。在此 ,向他們表示感謝 ! 然后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下電力電子專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭??；葜輰W(xué)院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設(shè)計） 23 致謝 本次畢業(yè)設(shè)計是在羅中良老師的精心指導(dǎo)下，通過同組成員的共同討論、交流下才順利完成的。 FU 為保險絲，用于過電流保護(hù)；RT 是負(fù)溫度系數(shù)（ NTC）熱敏電阻，用作抑制接通電源瞬間的浪涌電流沖擊； RV 是氧化鋅壓 敏電阻，用作瞬態(tài)電壓抑制器。最主要的元件還是， D5 和 Q1，在整個電路中起到非常重要的作用 D C4 為整流濾波后為 IC的后備電源。提供 80W 的輸出功率，在額定交流線上大約為 的功率因數(shù)。 MC34262 是高性能冷底版、臨界導(dǎo)通電流模式功率因數(shù)控制器，為有源 功率因數(shù)校正 預(yù)變換器設(shè)計，這些器件提供了必需的特性以顯著改善不良功率因數(shù)負(fù)載，方法為保持交流線電流的正弦性以及線電壓同相。無源電路通常包含工作在交流頻率上的大電容，電感和整流器的組合。這些留件可提供雙列直播和表面貼裝封裝。電流脈沖為周期的 10%到 20%是十分常見的，這意味著脈沖電流應(yīng)為平均電流的 5 到 10 倍。因?yàn)檩斎腚娐返脑?，開關(guān)模式電源對于電網(wǎng)電源表現(xiàn)為非線性阻抗。如果電流和電壓是正弦波而且同相，則功率因數(shù)是 。因此這種電路稱為升壓式 APFC 電路。電路的具體工作情況如 圖 44 所示 ： 圖 44 有源功率因數(shù)補(bǔ)償電路原理圖 惠州學(xué)院