【正文】 輸出功率，在額定交流線上大約為 的功率因數。 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。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。 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。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。 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。這些裝置常與負載、配套設備等組成一個系統(tǒng)。實現最佳工作效率，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 ，實現無噪音且具有全新的功能和用途。 20 世紀40 年代末出現了晶體管。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 。第三代由微機進行控制。 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。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。在 21 世紀初加快現代電力電子 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。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。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。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。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。自從 1958 年美國出現了世界上第一個集成電路以來，發(fā)展異常迅速。 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。 1920 年試制出氧化銅整流器，1923 年出現了硒整流器。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。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。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。 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)越使之成為現代電力電子技術的主導器件。 現已成為現代電氣工程與 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。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。 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。 圖 46 有源功率因數校正預變器 主體 電路 如圖 4—7。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。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。 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。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。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。 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。而本設計則采用了比 PFC 電路更好的 APFC 電路。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。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。其中，濾波技術是抑制傳導干擾最有效和最經濟的手段。事實上，每臺機電、電子電器設備都可以看作是外部 EMI 源。 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。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。這一比普通熒光燈高數倍的啟動電壓，一般是通過觸發(fā)啟動電 路的升壓變壓器獲得。電感鎮(zhèn)流器在電網電壓降低到 190V以下時，不能將燈啟動。大家知道，熒光燈采用電感鎮(zhèn)流 器，功率因數一般僅為 －。 ② 自身功耗低。有的從鎮(zhèn)流器輸出到 DC/AC 逆變電路引入反饋網絡，通過控制電路以保證與高頻產生器同步變化。高頻變換部分的核心是功率開關元件。 電子鎮(zhèn)流器基本介紹 電子鎮(zhèn)流器的組成 如圖 12 所示。而且低電壓啟動性能差，耗能大、笨重、頻閃等缺點，所以正逐漸為電子鎮(zhèn)流器取代。為了使輸入電流諧波滿足標準要求 , 在不增加太多成本的前提下，必須考慮如何進行功率因數校正。 畢 業(yè) 論 文（設 計） 中文題目： 基于有源諧波和功率因數校正原理的高性能電子鎮(zhèn)流器的研究 英文題目 ： On the HighPerformance Electronic Ballasts of the Theory of Active Harmonic and the Power Factor Correction 姓 名： 鐘志聰 學 號： 070701149 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 07 電氣 (1)班 指導教師： 羅中良 提交日期： 20xx 年 5 月 20 日 教務處制 惠州學院 HUIZHOU UNIVERSITY 惠州學院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設計） I 基于有源諧波和功率因數校正的高性能電子鎮(zhèn)流器的研究 07 電氣 鐘志聰 070701149 指導老師：羅中良 教授 （惠州學院電子科學系，廣東，惠州， 516007） 摘 要 有源功率因數校正 (Active Power Factor Correction 簡稱 APFC)是電力電子技術的重要組成部分，已經在越來越多的領域得到應用 。傳統(tǒng)的整流橋加電容結構只在輸入交流電壓的峰值附近才會有輸入電流 , 濾波電容的引入又造成了交流的較大畸變，導致輸入電流中含有很大的諧波成份，濾波電容越大，電流畸變越嚴重，功率因數也就越低 ,一般功率因數不會超過 ，而且電網的高次諧波在電網中傳導、輻射 , 嚴重影響了臨近設備的正常工作。 傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器工作原理 傳統(tǒng)電感式鎮(zhèn)流器還在廣泛使用，但傳統(tǒng)鎮(zhèn)流器本身是一個大電感，工作時無功分量大，所以它的功率因數低。而且低電壓啟動性能差，耗能大、笨重、頻閃等諸多缺點，它的市場慢慢地被電子鎮(zhèn)流器所取代，電感鎮(zhèn)流器能量損耗： 40W（燈管功率） +10W（電感鎮(zhèn)流器自身發(fā)熱損耗）等于整套燈具總耗電為 50W。 DC/AC 逆變器的功能是將直流電變換成高頻電壓。 為使電子鎮(zhèn)流器安全可靠地工作，還要輔助電路。對于同樣的光輸出，采用電子鎮(zhèn)流器取代電感鎮(zhèn)流器后，輸人功率可以減小。 ③ 具有高功率因數。 （ 3）在較底的電源電壓下可使熒光燈啟動。對于高強度放電燈電子鎮(zhèn)流器，必須產生 3－ 5kV 的高壓點火脈沖，才能將燈啟動。如果電子鎮(zhèn)流器不采取 諧波濾波和 PFC 措施，輸入電流波形會出現嚴重畸變。對電子鎮(zhèn)流器安全性及可靠性的基本要求是：在燈沒有接入或燈不能啟動等異常條件下，鎮(zhèn)流器應不受損害；鎮(zhèn)流器用絕緣材料，應具有足夠的耐熱和耐火性能；鎮(zhèn)流器用零部件，應具有良好的防潮濕和防腐蝕性能；鎮(zhèn)流器應充分具備防止意外接觸帶電體的保護，鎮(zhèn)流器在故障狀態(tài)下工作時，不得產生易燃氣體，不得噴出火焰或熔化金屬，也不得使防止意外接觸帶電體的保護裝置受到損傷；鎮(zhèn)流器必須能經受住產品標準規(guī)定條件下 的耐久性試驗。 EMI 的來源，既有外界的，也有內部的；有人為的，也有非人為的因素。 目前抑制 EMI 的技術措施有屏起、接地（浮地、本點地和接地網）與濾波。通常 L L2 對稱地繞在同一磁芯上，這樣可以常工作電流范圍內，由于磁性材料產生的磁性互相補償，從而能避免磁通飽和。當 VDVD2 正向導通時， VD VD4 因加反向電壓而截止。解決這個問題的技術措施就是采用 PFC 電路。雖然所獲得的直流電壓比較平滑，但整流二極管的導通角由于明顯減小，才導致電源電流波形失真。由于 APFC 控制器 IC 的飛速發(fā)展及其廣泛應用，逐流電路在發(fā)達 國家早就銷聲匿跡了。當 ACV 瞬時值剛一開始下降時，對普通橋式整流（單只）電容濾波電路來說， VD1 和 VD2 則將截止，但對于逐流電路，電容 C1 就迅速通過負載和 VD5放電，并且放電速率比正弦下降來得快。 有源功率因數校正 有源功率因數校正的基本原理 有 源功率因數校正的基本原理可用下圖所示的簡單電路來說明，由 APFC控制 MOS管 VT1 的開通與關斷，使輸入電流變成一連串的的三角波，并且它的幅度按輸入電壓的正弦規(guī)律變化，因此可以大大提高電路的功率因數。在開關管截止時，電感電流下降，下降到零時，他有輸出控制信號，是開關管在一次導通，開始下一個開關周期。輸入電路通常由半波或全波整流器及其后面的儲能電容器組成，該電容器能夠將電壓維持在接近于輸入正弦波峰值電壓值處， 直至下一個峰值到來時對電容再進行充電。 為了能夠超越在線電流諧波成分規(guī)定的要求，迫切需要采用經濟的方案使得功率因數為 1。 有源功率因數校正預變器原理如圖 46所示。 惠州學院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設計） 21 5 電子鎮(zhèn)流器的振蕩輸出部分設計 高頻振蕩電路的設計 圖 51 高頻振蕩電路 在功率因數控制器完成以后，后面的輸出部分就為上圖所示的輸出部分，實際上是一個大功率管開關振蕩電路 ， R1 C11 是一個積分電路，他與 D9 及 DIAC 又組成了啟動電路，而 2 個晶體管和高頻振蕩變壓器又組成了推挽式開關振蕩電路，振蕩頻率為20~60KHZ，而電阻 R1 R1和二極管 D D D7 等，都是為了晶體管的保護電路， L C1 C15 組成了 LC 串聯諧振電路。在課題的研究設計和論文的撰寫過程中，老師都給予了我們許多無私的幫助和關懷，花費了大量的心血，才能使我順利完成各項工作。 簡介 電力電子技術分為電力 電子器件制造技術和交流技術（整流，逆變，斬波，變頻，變相等）兩個分支。 70 年代后期以 門極可關斷晶閘管 （ GTO），電力雙極型 晶體管 （ BJT）， 電力場效應管 （ PowerMOSFET）為代表的 全控型器件 全速發(fā)展（全控型器件的特點是通過對門極既柵極或基極的控制既可以 使其開通又可以使其關斷），使電力電子技術的面貌煥然一新進入了新的發(fā)展階段。例如，利用太陽電池將太陽輻射能轉換成電能。電力電子電路吸收了電子學的理論基礎，根據器件的特點和電能轉換的要求，又開發(fā)出許多電能轉換電路。 (2) 改造傳統(tǒng)產業(yè)和發(fā)展機電一體化等新興產業(yè)。用汞弧整流器代替機械式開關和換流器 ,這是電力電子技術的發(fā)端。 1957 年，美國人 閘管。第二代由集成電路組成。電力電子裝置是靜止式裝置，占地面積小，重量輕，安裝方便（以焊接電源為例 ,與旋轉焊機相比，重量減輕 80％ ,節(jié)能 15％）。 隨著光纖技術的發(fā)展，美國和 日本 于 1981～ 1982 年間相繼研制成光控晶閘管并用于直流輸電系統(tǒng)。為此電力電子技術的創(chuàng)新是與多種學科相互滲透并對各種工業(yè)領域有著極強的