無源功率因數(shù)校正電路的原理和應(yīng)用

本文介紹SIEMENS公司提出的開關(guān)電源集成控制器TDA16846無源功率因數(shù)校正(PFC)電路原理及其在電視機開關(guān)電源中的應(yīng)用。功率因數(shù)的改善是基于一個特殊的由電感,電容及二極管組成的充電泵電路,該電路在功率管的高壓端兼起吸收緩沖作用,因此它具有輸入諧波電流分量小,PF值高以及EMI小、電路簡單、成本低和可靠性高等優(yōu)點。這為電視機廠家提供了一個高效價廉的解決電源諧波問題的新方案。 眾所周知,目前電視機和大部分通用電器都廣泛地從交流電網(wǎng)中提取電能經(jīng)整流后變成直流電供全機使用,AC電源經(jīng)橋式整流后常接一個濾波平整電容。由于該電容的存在,使整流臂的導(dǎo)通時間小于半個周期,因而做成輸入電源電壓是正弦形,而輸入電流卻是正負交替的脈沖形。后者導(dǎo)致大量電流諧波特別是三次諧波的產(chǎn)生,這既構(gòu)成對電網(wǎng)效能的干擾和損害,又降低了本機功率因數(shù),為此，我國跟歐美各國一樣，已于去年12月1日起正式實施限制功耗大于75W的通用電器產(chǎn)品輸入諧波電流的新規(guī)定。面對這種新情況,當(dāng)前各電器廠家都必須考慮更新產(chǎn)品中的電源設(shè)備,尤其是對25英寸以上的彩色電視機,過去國內(nèi)產(chǎn)品絕大部分都沒有安裝PFC電路,其PF值一般在0.55～0.65之間,輸入電流諧波分量往往超出國家限定的標(biāo)準(zhǔn),因此改進電源電路,增加PFC功能以便降低電視機的輸入電流諧波分量是各廠家的當(dāng)務(wù)之急。 　　本文介紹由SIEMENS公司推出的與開關(guān)電源集成控制器TDA16846配合使用的一個無源功率因數(shù)校正(PFC)電路,該電路能將電源PF值提高到0.9以上,與有源PFC電路相比,它明顯地具有結(jié)構(gòu)簡單,成本低,可靠性高,和EMI小等優(yōu)點,因此對電視機廠家來說,不失為一個有效的解決電源諧波問題的可行方案。 二、無源PFC電路工作原理介紹 圖1示出一個不含PFC的標(biāo)準(zhǔn)型電源電路的輸入電壓Vm和輸入電流Im波形,Im只在Vm為正最大和負最大的一小段時間內(nèi)流通,在這些時間以外,Im為零。這是因為此時的正弦電壓輸入值小于瀘波電容上的電壓,導(dǎo)致整流二極管不導(dǎo)通的緣故。