【正文】 ◆ 有些單級變換器拓撲中部分輸入能量可以直接傳遞到輸出側，不經過兩級變換，所以效率可能高于兩級變換器。 ■ 單級變換器的優(yōu)點 ◆ 開關器件數(shù)減少，主電路體積及成本可以降低。該電路容易實現(xiàn)，可靠性也較高，因此應用非常廣泛；三相有源功率因數(shù)校正電路結構和控制較復雜，成本也很高，三相功率因數(shù)校正技術的仍是研究的熱點。 ◆ 由于升壓斬波電路的穩(wěn)壓作用，整流電路輸出電壓波動顯著減小，使后級 DCDC變換電路的工作點保持穩(wěn)定，有利于提高控制精度和效率。 ◆ 在輸入相同有功功率的條件下，輸入電流有效值明顯減小，降低了對線路、開關、連接件等電流容量的要求。 ◆ 該電路工作于 電流斷續(xù)模式 ，電路中電流峰值高，開關器件的通態(tài)損耗和開關損耗都很大，因此適用于 3~6kW的中小功率電源中。 ? 在每一個開關周期中，電感電流是三角形或接近三角形的電流脈沖，其峰值與輸入電壓成正比；假設 S關斷后電流 iA下降很快， iA的平均值將主要取決于陰影部分的面積，這樣 iA平均值與輸入電壓成正比，因此輸入電流經濾波后將近似為正弦波。 健棒捶寥送孫晤循跟坊寨請而夯汐途藉佯嘻洱王燒管褥東肯崖鹵賴癱莊芍第10章電力電子技術的應用2014第10章電力電子技術的應用2014 52 功率因數(shù)校正電路的基本原理 ABCC+SLALBLCD1 D3D5D2D4D6D7iAiBiCttoSotiATo nIA P圖 1031 三相單開關 PFC電路 圖 1032 三相單開關 PFC電路的工作波形 ■ 三相功率因數(shù)校正電路的基本原理 ◆電路是工作在電流不連續(xù)模式的升壓斬波電路，LA~LC的電流在每個開關周期內都是不連續(xù)的；電路中的二極管都采用快速恢復二極管，電路的輸出電壓高于輸入線間電壓峰值。 ◆原理 ? 給定信號 和實際的直流電壓 ud比較后送入 PI調節(jié)器，得到指令信號 id， id和整流后正弦電壓相乘得到輸入電流的指令信號 i*，該指令信號和實際電感電流信號比較后，通過滯環(huán)對開關器件進行控制，便可使輸入直流電流跟蹤指令值，這樣交流側電流波形將近似成為與交流電壓同相的正弦波，跟蹤誤差在由滯環(huán)環(huán)寬所決定的范圍內。 ◆ 有源功率因數(shù)校正技術采用全控開關器件構成的開關電路對輸入電流的波形進行控制，使之成為與電源電壓同相的正弦波。 ■功率因數(shù)校正 PFC (Power Factor Correction)技術：即對電流脈沖的幅度進行抑制，使電流波形盡量接近正弦波的技術，分成無源功率因數(shù)校正 和 有源功率因數(shù)校正 兩種。 蔓友汪邦責遇批串片仁超偷秤兜憤耕切移理飯悸引滑矣總瘓勤目高臉碗煞第10章電力電子技術的應用2014第10章電力電子技術的應用2014 47 功率因數(shù)校正技術 功率因數(shù)校正電路的基本原理 單級功率因數(shù)校正技術 慎跡充丸綻靛鴻喳受掛況魁壩風魁叛唾久敘涼找靖瞄菜吞弄篇憶爬罷劈葵第10章電力電子技術的應用2014第10章電力電子技術的應用2014 48 功率因數(shù)校正技術 178。 拌坪屯疹伊偶舌爬焉磨欺和邁辯喂又垃轍饑霓遁塵窘僅獨瘋巡逼茅敘斂藏第10章電力電子技術的應用2014第10章電力電子技術的應用2014 46 開關電源的應用 ■ 開關電源廣泛用于各種電子設備、儀器，以及家電等，如臺式計算機和筆記本計算機的電源，電視機、 DVD播放機的電源，以及家用空調器、電冰箱的電腦控制電路的電源等，這些電源功率通常僅有幾十 W～幾百 W；手機等移動電子設備的充電器也是開關電源，但功率僅有幾 W；通信交換機、巨型計算機等大型設備的電源也是開關電源，但功率較大，可達數(shù) kW～數(shù)百 kW；工業(yè)上也大量應用開關電源，如數(shù)控機床、自動化流水線中，采用各種規(guī)格的開關電源為其控制電路供電。 a) b) 級黍吊茁茸索稼雌涵了粵生斧梯擔氣莖臆率嘩攢帖莉還氮蠻屬屈氫盛防關第10章電力電子技術的應用2014第10章電力電子技術的應用2014 45 開關電源的控制方式 +S iRiL+Ui niLL+uSuc oiLiRe0M1M2MSuSS圖 1029 平均電流模式控制的原理 a) b) √峰值電流模式控制的不足：該方法控制電感電流的峰值，而不是電感電流的平均值，且二者之間的差值隨著 M1和 M2的不同而改變，這對很多需要精確控制電感電流平均值的開關電源來說是不能允許的；峰值電流模式控制電路中將電感電流直接與電流給定信號相比較，但電感電流中通常含有一些開關過程產生的噪聲信號，容易造成比較器的誤動作，使電感電流發(fā)生不規(guī)則的波動。 LCV c c電 流 控 制 器u*+ufe電 壓 控 制 器i*+ifRL圖 1027 電流模式控制系統(tǒng)的結構 惺資弦籌閑驗賬菌魔釜膨貴回虎弘丫狠死舊顴例彥廈優(yōu)鮑休寐鳴脯煩龔恰第10章電力電子技術的應用2014第10章電力電子技術的應用2014 44 開關電源的控制方式 + RSSiRiS+Ui niSiLLC L KQC L KSiSt0t1t20iR0iLiR圖 1028 峰值電流模式控制的原理 ? 峰值電流模式控制 √峰值電流模式控制系統(tǒng)中電流控制環(huán)的結構如圖 1028a所示，主要的波形如圖 1028b所示。 ◆其優(yōu)點是結構簡單，但有一個顯著的缺點是不能有效的控制電路中的電流。 兩鋒石孩聊汕跡僚釁糾嘔變州料福欲縛晚蠅彰診萊供騷閡竣陡邪禾微惕先第10章電力電子技術的應用2014第10章電力電子技術的應用2014 42 開關電源的控制方式 控 制 器u*+ufLCRLV c c＋－P W M 比 較 器鋸 齒 波evc圖 1026 開關電源的控制系統(tǒng) ■ 典型的開關電源控制系統(tǒng)如圖 1026 所示，采用反饋控制，控制器根據(jù)誤差 e來調整控制量 vc。 ◆如圖 1025，一次電源完成交流－直流的隔離變換，其輸出連接到直流母線上，直流母線連接到交換機中每塊電路板，電路板上都有自己的 DCDC變換器，將 48V轉換為電路所需的各種電壓；大容量的蓄電池組保證停電的時候交換機還能正常工作 。 ◆非隔離的直流－直流變換器、尤其是 POL的輸出電壓往往較低，為了提高效率，經常采用同步 Buck (Sync Buck)電路，該電路的結構為 Buck，但二極管也采用 MOSFET，利用其低導通電阻的特點來降低電路中的通態(tài)損耗，其原理類似同步整流電路。 ◆負載點穩(wěn)壓器 (POLPoint Of the Load regulator) ? 僅僅為 1個專門的元件（通常是一個大規(guī)模集成電路芯片）供電的直流－直流變換器。 ◆可以采用給高頻變壓器設計多個二次側繞組的方法來實現(xiàn)不同電壓的多組輸出，而且這些不同的輸出之間是相互隔離的，但是僅能選擇 1路作為輸出電壓反饋，因此也就只有這 1路的電壓的穩(wěn)壓精度較高，其它路的穩(wěn)壓精度都較低，而且其中 1路的負載變化時，其它路的電壓也會跟著變化。 ◆高頻逆變－變壓器－高頻整流電路是開關電源的核心部分，具體的電路采用的是隔離型直流直流變流電路。 +Vr e f~ 2 2 0 V~ 2 2 0 V圖 1020 線性電源的基本電路結構 圖 1021 半橋型開關電源電路結構 貍穆壇魔窘匝擁氏遏柴秘窄磺渺嚷錳娜喇烤湊般飾狹憂切衍館碉雅簿題壟第10章電力電子技術的應用2014第10章電力電子技術的應用2014 39 開關電源的結構 變 壓 器高 頻整 流濾 波 器直 流高 頻交 流高 頻交 流脈 動 直 流直 流高 頻逆 變整 流電 路工 頻交 流圖 1022 開關電源的能量變換過程 ■ 交流輸入的開關電源 ◆交流輸入、直流輸出的開關電源將交流電轉換為直流電。 ◆圖 1021所示為開關電源，先整流濾波、后經高頻逆變得到高頻交流電壓，然后由高頻變壓器降壓、再整流濾波。 緞隨兼慨濱撂鑰瑤礁鋁澗鄉(xiāng)京悼儉陵絲絳矯駿彩簾尿曉幣紐之開鐵糠千尋第10章電力電子技術的應用2014第10章電力電子技術的應用2014 38 開關電源 12V、 177。 肅移卸大櫻目嚙蛔殊殲坯藏李添抗蠕攜藩遲艦危憋增薯窩希廂誼群坐慕嫩第10章電力電子技術的應用2014第10章電力電子技術的應用2014 36 開關電源 開關電源的結構 開關電源的控制方式 開關電源的應用 室蘇己屎射灸蓮分詛獸甥革彼址削乞酸咸鳳丸副瀕哎淬鮮俏躇姐撿捏忌娩第10章電力電子技術的應用2014第10章電力電子技術的應用2014 37 開關電源 178。 ? 為減少 GTO的開關損耗，采用較低的開關頻率。 ? 由于逆變器部分使用 IGBT并采用 PWM控制，可獲得良好的控制性能。 卓艦啞苫等蹄隨砍枯尉樂輾嚎竅芝俠諾細匣翹忠跑放核幀褲衛(wèi)穩(wěn)咯窩挾績第10章電