【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，引起中線超負荷，影響電力系統(tǒng)的安全經濟運行。另外，由于電子鎮(zhèn)流器的開關頻率達 20－ 60kHz，惠州學院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設計） 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)流器產品標準 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 高頻電壓啟動熒光燈 惠州學院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設計） 9 高性能電子鎮(zhèn)流器電路框 根據電子鎮(zhèn)流器的基本要求， 電路框圖如圖 32 所示。事實上，每臺機電、電子電器設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，濾波技術是抑制傳導干擾最有效和最經濟的手段。 圖 34 EMI 濾波電路 惠州學院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設計） 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，這兩個線同產生的磁場是相互加強的．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。在交流電壓的負半周， VD VD2截止， VD VI4 導通，電流流經 VD負載和 VD4，回到交流電源的負端。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 遠小于 π。而本設計則采用了比 PFC 電路更好的 APFC 電路。大致說來，功率因數校正有兩種方案：無源功率因數校正 (PassivePFC)和有源功率因數校 (ActivePFC)。 PFC 電路的基本功能就是增大整流二極管的導通角，抑制電源電流的波形畸變，提高線路功率因數。 圖 42 無源諧波濾波逐流電路 惠州學院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設計） 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．達到 H 級水平．比較經濟實用．故該諧波濾波電路在我國仍未被淘汰。當 ACV 上升到 Vm時， C1 和 C2 上的電壓 Vcl＝ Vc2≈ mV21 。直到 mAC VV 21? ， VD VD2 則一直導通，有惠州學院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設計） 16 電流通過。但在 t≥10ms后的開始一段時間內，由于 ACV小于 DCV ， VD VD4 仍因反偏而不能馬上進入導通，電流 ACI 繼續(xù)中斷。此電路由功率 MOS 開關管 VT升壓電感 L、升壓二極管 VD、輸出電容 C。 （ 2）開關管 VT1 截止時 由于電感電流 IL 不能突變，只能有原來的數值線性下降。 功率因數校正方法概述 功率因數校正可簡單地定義為有功功率與視在功率之比。在電工基礎課程中，功率因數往往就是如此定義，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載電壓。 MC34262 的基本結構如圖 45 所示。以下的資料和數據都是關于如何設計簡單、高性能價格比的獲得有源功率因數惠州學院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設計） 19 校正的解決方案的。因為有源輸入電路工作在比交流線高得多的頻率上，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 有源功率因數校正預變器 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措施。 本文 設計 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 ,而且有效降低電源總諧波失真。在此，向恩師謹致我最崇高的敬意和最誠摯的謝意！ 老師對我在學習上的嚴格要求和教誨，對學生的負責，使我受益匪淺，這些必將對我以后的學習、工作和生活產生深遠的影響。 最后感謝惠州學院電子科學系對我的大力栽培。 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)基礎課，在培養(yǎng)該專業(yè)人才中占有重要地位。 “電力電子學 ”和 “電力電子技術 ”是分別從學術和工程技術 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 的復合）為代表的復合型器件集驅動功率小，開關速度快，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)代電力電子技術的主導器件。一般情況下，它是將一種形式的工業(yè)電能轉換成另一種形式的工業(yè)電能。與電子技術不同，電力電子技術變換的電能是作為能源而不是作為信息傳感的載體。電力電子技術的內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、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。據發(fā)達國家預測，今后將有 95%的電能要經電力電子技術處理后再使用，即工業(yè)和民用的各種機電設備中，有 95%與電力電子產業(yè)有關，特別是，電力電子技術是弱電控制強電的媒體，是機電設備與 計算機之間的重要接口，它為傳統(tǒng)產業(yè)和新興產業(yè)采用微電子技術創(chuàng)造了條件，成為發(fā) 揮計算惠州學院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設計） 29 機作用的保證和基礎。有人甚至提出，電子學的下一項革命將發(fā)生在以工業(yè)設備和電網為對象的電子技術應用領域，電力電子技術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的應用領域。根據所用的器件 ,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、電壓等的調節(jié)比較容易，響應快，功能多，自動化程度高，因此用于工業(yè)上不但明顯節(jié)能，還往往能提高生產率和產品質量，節(jié)省原材料，并常能改善工作環(huán)境。其一為微機的發(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，可使變流設備向小型、輕量方向發(fā)展，既降低了造價，又提高運行的可靠性。與此同時，電力電子器件、電力電子電路和電力電子裝置的 計算機模擬 和仿真技術也在不斷發(fā)展。因此電力電子技術與國家的基礎產業(yè)關系密切，并與國家發(fā)展的各項方針及產業(yè)政策相 配臺的要求在 21世紀會顯得越來越強烈。我國開發(fā)研制電力電子器件的綜合技術能力與國外發(fā)達國家相比，仍有較大的差距，要發(fā)展和創(chuàng)新我國電力電子技術，并形 成產業(yè)化規(guī)模，就必須走有中國特色的產學創(chuàng)新之路， 即牢牢堅持和掌握產、學、研相結合的方法走共同發(fā)展之路。并要把技術創(chuàng)新與產品應用及市場推廣有機結合，已加快科技創(chuàng)新的自我強化的 循環(huán)，促進和帶動技術創(chuàng)新有著穩(wěn)定的基礎，以使我國電力電子技 術及器件制造工藝技術有以長足的發(fā)展，并形成一個全新的圾陽產業(yè)，轉化為巨大的生產力，推動我國工業(yè)領域由粗板型經營走向集型，促進國民經濟以高速、高度、可持續(xù)發(fā)展。也要從器件制造工藝技術引導創(chuàng)新，從新材料科學的應用上創(chuàng)新，以此推動電力電子器制造工藝的技術創(chuàng)新，提高器件的可靠性。在 21 世紀初加快現(xiàn)代電力電子 化轉化的力度，必將形成一條朝陽的高科技產業(yè)鏈，推動我國工業(yè)領域的技術創(chuàng)新。電力電子技術雖然它具有微電子技術的許多共同特征，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，處于陽光產業(yè)地位，并與其它學科相互融 合和發(fā)展產生新的機遇，而電力電子技術還有其自身一些獨具特色的地方，如高電壓、大容 量及控制功率范圍大，因此技術的創(chuàng)新難度在于必須跨越高電壓大功率這一關卡，及其技術 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 重要的一個技術指標。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）也正在惠州學院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設計） 31 興起 ,容量也已相當大。其中除普通晶閘管向更大容量（ 6500 伏 、 3500 安）發(fā)展外，門極可關斷晶閘管 (GTO)電壓已達 4500伏，電流已達 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)產品最高電壓達 1400 伏，最大電流達 400 安 ,工作頻率比晶閘管高得多 ,采用 達林頓 結構時電流增益可達 75～ 200。 進展 從 20 世紀 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 和晶閘管應用為基礎（尤其是晶閘管）的電力電子技術發(fā)展比較成熟。這些電力電子裝置 ,與傳統(tǒng)的電動機 發(fā)電機組比，有較高的電效率 (以容量 10 千瓦至數百千瓦、頻率為 1000 赫的電動機 發(fā)電機組為例 ,在額 定負載下 ,效率 η＝ 80％，并隨負載減小而顯著降低 ,若用晶閘管電源 ,η≥92％ ,且隨負載變化不大），因此，有明顯的節(jié)能效果。第三代由微機進行控制。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的 觸發(fā)器 。 1956 年，美國人 。 20 世紀40 年代末出現(xiàn)了晶體管。 1910 年出現(xiàn)了鐵殼汞弧整流器。實現(xiàn)最佳工作效率，將使機電設備的體積減小幾倍、幾十倍，響應速度達到高速化，并能適應任何基準 信號 ，實現(xiàn)無噪音且具有全新的功能和用途。例如，在節(jié)電方面，針對風機水泵、電力牽引、軋機冶煉、輕工造紙、工業(yè)窯爐、感應加熱、電焊、化工、電解等 14 個方面的調查，潛在節(jié)電總量相當于 1990 年全國發(fā)電量的 16%，所以推廣應用電力電子技術是節(jié)能的一項戰(zhàn)略措 施，一般節(jié)能效果可達 10%40%，我國已將許多裝置列入節(jié)能的推廣應用項目。這些裝置常與負載、配套設備等組成一個系統(tǒng)。近代新型電力電子器件中大量應用了微電子學的技術。 電力電子技術是建立在電子學、 電工原理 和自動控制三大學科上的新興學科。應用電力電子技術還能實現(xiàn)非電能與電能之間的轉換。目前 PIC 的功率都還較小但這代表了電力電子技術發(fā)展的一惠州學院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設計） 28 個重要方向。此前就已經有用于電力變換的 電子技術 ，所以晶閘管出現(xiàn)前的時期可稱為電力電子技術的史前或黎明時期。 1974 年， 美國 的 用一個倒三角形（如圖）對電力電子學進行了描述，認為它是由電力學、電子學 和 控制理論 三個學科交叉而形成的。電力電子技術所變換的 “電力 ”功率可大到數百 MW 甚至 GW，也可以小到數 W 甚至 1W 以下，和以信息處理為主的信息電子技術不同電力電子技術主要用于電力變換。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；同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵?；葜輰W院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設計） 23 致謝 本次畢業(yè)設計是在羅中良老師的精心指導下，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；RT 是負溫度系數（ 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。 MC34262 是高性能冷底版、臨界導通電流模式功率因數控制器，為有源 功率因數校正 預變換器設計，這些器件提供了必需的特性以顯著改善不良功率因數負載，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為平均電流的 5 到 10 倍。因為輸入電路的原因，開關模式電源對于電網電源表現(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 有源功率因數補償電路原理圖 惠州學院