【正文】
諧波含量很高,致使線路功率因數(shù)降低到 ,這是人們所不期望的。圖 中 ,在單相交流電壓的正半周,整流二極管 VD VD2 導通,電流流過 VD負載和 VD2,回到交流電源的負端。 L1 和 L2 對共模干擾信號(非對稱干擾電流)呈現(xiàn)高阻抗,而對差模信號(對稱干擾電流)和電源電流呈現(xiàn)低阻抗,這樣就保證了對電源電流的衰減甚微,而同時又抑制了電流噪聲。因此,必須采取措施對其給予充分地抑制。 圖 33 總設(shè)計電路圖 EMI 濾波器 及整流電路 功率因數(shù) 校正電路 逆變電路 燈電路網(wǎng)絡(luò) 控制電路 惠州學院 20xx 屆畢業(yè) 論文(設(shè)計) 10 整流濾波電路的設(shè)計 RIF(EMI)濾波器的設(shè)計 所謂電磁干擾( EMI),是因為電磁波造成設(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能降低的一種電磁現(xiàn)象。盡管電子鎮(zhèn)流器較之電感鎮(zhèn)流器具有許多突出的優(yōu)點,但如果其安全性與可靠性沒有最基本的保證,也將失去其實用價值。 ( 3)必須將電流諧波含量控制在標準規(guī)定限值之內(nèi),以防止對電網(wǎng)造成嚴重污染,并獲得高功率因數(shù)。目前,多數(shù)電子鎮(zhèn)流器是通過 u 串聯(lián)電路發(fā)生串聯(lián)諧振產(chǎn)生高壓脈沖,施加于燈管兩端將燈啟動引燃的。在高頻下電子鎮(zhèn)流器只需采用很小的磁性元件,使重量大為減輕。在電子鎮(zhèn)流器自身損耗相同的情況下,燈功率愈大,節(jié)能效果則愈顯著。對一些熒光燈的研究發(fā)現(xiàn),熒光燈交流供電頻率從 50Hz 增加到 20kHz 以上時,燈光效一般可提高 10%。在燈啟動之后,電感元件對燈器限流作用,由于電子鎮(zhèn)流器 的開關(guān)頻率達幾十千赫茲,故電感器只需很小體積即可勝任。其作用就是獲得底電流諧波畸變,實現(xiàn)高功率因數(shù)。 電感鎮(zhèn)流由于結(jié)構(gòu)簡單,壽命長,作為第一種熒光燈配合工作的鎮(zhèn)流器,它的市場占有率還比較大,但是,由于鎮(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(shù)低。 設(shè)計原始資料 本研究主要為高性能的交流電子鎮(zhèn)流器。這樣會給電網(wǎng)帶來污染,影響電網(wǎng)的利用效率。上世紀九十年代以來,有源功率因數(shù)校正越來越多的引起人們的關(guān)注。 鎮(zhèn)流器的來源與發(fā)展 20 世紀 70 年代出現(xiàn)了世 界性的能源危機,節(jié)約能源的緊迫感使許多公司致力于節(jié)能光源和熒光燈電子鎮(zhèn)流器的研究,隨著半導體技術(shù)飛速發(fā)展,各種高反壓功率開關(guān)器件不斷涌現(xiàn),為電子鎮(zhèn)流器的開發(fā)提供了條件, 70 年代末,國外廠家率先推出了第一代電子鎮(zhèn)流器,是照明發(fā)展史上一項重大的創(chuàng)新。 為了使熒光燈正常工作,必須滿足三個條件: a、燈絲的預熱電流或燈絲電流 ; b、高電壓啟動 ; c、限制工作電流 。 圖 12 電子鎮(zhèn) 流器基本結(jié)構(gòu)圖 電子鎮(zhèn)流器 是一個將工頻交流電源轉(zhuǎn)換成高頻交流電源的變換器,其基本工作原理如圖 13 所示??勺鳛殚_關(guān)使用的晶體管可使用場效應(yīng)管( MOSFET)。目前比較流行的異常狀態(tài)保護電路,是將電子鎮(zhèn)流器的的輸出信號采樣,一旦出現(xiàn)燈開路或不能啟動等異常狀態(tài),則通過控制電路使振蕩器停振,關(guān)斷高頻變換器輸出,從而實現(xiàn)保護功能。各種氣體放電燈電感鎮(zhèn)流器功耗一般約為燈功率的 20%。而采取功率因數(shù)校正措施的電子鎮(zhèn)流器,系統(tǒng)功率因數(shù)很容易達到 以上,甚至能達到非常接近于 1 的水平,這是采用電感鎮(zhèn)流器難以實現(xiàn)的。目前我國很多地區(qū),尤其是農(nóng)村,線路電壓往往底于 220V 的額定值。對于陰極預熱式熒光燈,在燈啟動點火之前,電子鎮(zhèn)流器還必須對燈陰極進行預熱,而且預熱時間不小于 ,陰極預熱電壓或電流必須符合產(chǎn)品標準的規(guī)定要求。尤其是當電子鎮(zhèn)流器在商場這類公共場合密集使用時,往往會使電子鎮(zhèn)流器出現(xiàn)成批損壞,甚至會引起火害。對熒光燈交流電子鎮(zhèn)流器的性能要求和安全要求,是設(shè)計和生產(chǎn)電子鎮(zhèn)流器的指南,是電子鎮(zhèn)流器必須具有和達到的基本條件。除了像無線電和電視廣播那樣的播送設(shè)備、手提式無線電話、雷達和電子導航系統(tǒng)等射頻設(shè)備,還有家用電器、計算機、辦公自動化設(shè)備、熒光燈。由于各種干擾在系統(tǒng)接口處最為嚴重,故 EMI 濾波器均插入到系統(tǒng)電源線的入口處。 L L2 與 C1~C4 組成的 EMI 濾波 器實際是一種低通濾波器。由此可惠州學院 20xx 屆畢業(yè) 論文(設(shè)計) 12 見,負載在一個周期內(nèi)都有電流流過,而且始終是一個方 向。 在本設(shè)計中整流電路是配合功率因數(shù)一起做用的,濾波用電解作為最后的輸出級,為了保證變換器的正常工作,一般要求輸出的電壓比輸入的峰值電壓高 15%左右,對220V 的交流電,輸出的電壓大約為 400V 左右,故電解的容量為 47μ,耐壓 450V ,而 4個二極管可選用 1N4007。 惠州學院 20xx 屆畢業(yè) 論文(設(shè)計) 14 圖 41 橋式整流電容濾波波形 所謂逐流,意指電子鎮(zhèn)流器交流輸入端的電源電流追逐電源電壓瞬時變化軌跡,既含有追逐、又含有續(xù)流之內(nèi)涵。 逐流電路的工作原理基于降低輸出直流電壓.在每一個半周期內(nèi),將交流輸入電壓高于直流輸出電壓的時間拉長,整流二極管的導通角就可以增大,電源電流過零的死區(qū)時間則縮短。 C1 兩端電壓從 mV21 開始放電,直到下降為零。及 APFC 控制及 APFC 控制器 IC 所組成。 即 視在功率有功功率?PF 其中有功功率是一個周期內(nèi)電流和電壓瞬時值乘積的平均值, 而視在功率是電流的rms 值與電壓的 rms 值的乘積。這一過程通過在短時間內(nèi)將大量電荷注入電容,然后由電容器緩慢地向負載放電來實現(xiàn),之后再重復這一周期。 通過使用無源或者有源輸入電路可實現(xiàn)功率因數(shù)校正。圖中, 工作輸入從 180~250v。電子鎮(zhèn)流器輸入線路的保護手段主要有過電壓保護和過電流保護。在此,向羅中良老師謹致我最崇高的敬意和最誠摯的謝意! 同組同學在設(shè)計過程中也給與了很大的幫助 ,可以說沒有他們的幫助 ,這次的設(shè)計我是很難完成的。 電力電子學 ( Power Electronics)這一名稱是在上世紀 60 年代出現(xiàn)的。為了使電力電子裝置的結(jié)構(gòu)緊湊,體積減小,常常把若干個電力電子器件及必要的輔助器件做成模塊的形式,后來又把驅(qū)動,控制,保護 電路 和功率器件集成在一起,構(gòu)成功率 集成電路 ( PIC)。因此人們關(guān) 注的是所能轉(zhuǎn)換的電功率。利用這些電路,根據(jù)應(yīng)用對象的不同,組成了各種用途的整機,稱為電力電子裝置。 (3) 電力電子技術(shù)高頻化和變頻技術(shù)的發(fā)展,將使機電設(shè)備突破工頻傳統(tǒng),向高頻化方向發(fā)展。 30 年代,這些整流器開始大量用于電力整流裝置中。 電力電子電路 隨著晶閘管應(yīng)用的推廣,開發(fā)出許多電力電子電路,按其功能可分為: ① 將交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能的 整流電路 ;② 將直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能的逆變電路; ③ 將一種形式的交流電能轉(zhuǎn)換成另一種形式的交流電能的 交流變換電路 ; ④ 將一種形式的直流電能轉(zhuǎn)換成另一種形式的直流電能的直流變換電路 。它應(yīng)用到電力電子裝置的控制電路中 ,使其結(jié)構(gòu)緊湊 ,功能和可靠性得到提高。但電力電子裝置大多為電子開關(guān)式裝置,它往往對電網(wǎng)和負載產(chǎn)生諧波干擾,有時還對周圍環(huán)境引起一定的高頻干擾,這是在設(shè)計這些裝置和系統(tǒng)時必須妥善解決的(見高次諧波抑制)。同時,場控電力電子器件也得到發(fā)展,如 功率場效應(yīng)晶體管 (power MOSFET)和功率 靜電感應(yīng)晶體管 (SIT)已達千伏級和數(shù)十至數(shù)百安級的電壓、電流等級,中小容量的工作頻率可達兆赫級。電力電子技術(shù)又稱為能流技術(shù),因此電力電子技術(shù) 的發(fā)展與創(chuàng)新是 21 世紀可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略綱領(lǐng)的重要組成部分。 惠州學院 20xx 屆畢業(yè) 論文(設(shè)計) 33 Power electronic technology Power electronic technology is a new branch of applied to power field is to use the electronic technology, power electronics device (such as thyristor and GTO, IGBT etc.) to the electric power for transformation and control technology. Power electronic technology power which transform the power can be big to hundreds of MW GW even, also can small to several W even under and 1W leds, the information processing as information electronic technology different power electronic technology is mainly used in electric power transformation. introduction Power electronic technology into power electronics device manufacturing technology and munication technology (rectifier, inverter, the chopper, frequency conversion, covert, etc.) two branches. Has bee a modern electrical engineering and automation major indispensable specialized fundamental course, a door in cultivating the specialized talented perso n occupies an important position. Electric Power Electronics (Power Electronics) this name is in the 1960s appear. In 1974, the United States with a fall ewell (pictured) to power a triangle electronics are described, think it is by the power of science, electronics and control theory formed three course cross. This view is the world generally accepted. Power electronics and power electronic technology are respectively from the academic and technical engineering 2 different Angle to call. Generally, the birth of power electronic technology in 1957, the American general electric pany developed first thyristor for marks, the power electronic technology concepts and foundation was that the thyristor and brake canal converter technology development and establish. It has been used in power transformation of electronic technology, so thyristor can be called the period before appearance of power electronic technology prehistoric or dawn period. In the late 1970s with the door very can shut off the thyristor (GTO), a bipolar transistor (Power BJT), Power MOSFET (Power MOSFET) as a 惠州學院 20xx 屆畢業(yè) 論文(設(shè)計) 34 representative of allcontrolling devices full tilt (allcontrolling device characteristic is through the opposite extreme both grid or base control can make its opened again ca n make its shutoff), make the Power electronic technology now looks grately different entered a new stage of development. In the late 1980s, with a bipolar transistor insulation grid can be as MOSFET and (IGBT BJT pound) as a representative of plex device set drive power is small, the switching speed, low pressure drop, in norm