实验九整流电路的有源功率因数校正研究l 验目 (1)熟悉整流电路功率因数的定义,提高功率因数的意义以及功率因数校正的基本原理。 (2)掌握B0ST功率因数校正器(PFC)的组成、工作原理、特点及调试方法。 (3)熟悉功率因数校正集成控制电路UC3854的组成、功能、工作原理与使用方法。 二.实验系统组成及工作原理 目前使用的绝大部分整流电路均采用二极管整流与滤波大电容相结合的电路结构形式,这种AC/DC变换电路的输入电压虽为正弦 波,但输入电流却发生了畸变,为图4-32所示,输入电流的非正弦化,导致电流的总谐波失真(THD)高和功率因数(PF)低。 图4-32输入电压电流波形 有源功率因数校正技术的基本思路是在整流电路的滤波电容与负载之间增加一个功率变换电路,将整流电路的输入电流校正成与 电网电压同相的正弦波,从而消除了谐波和无功电流,因而可使电网功率因数提高到近似为1。实验系统原理框图如图4-33所示,系统 主电路采用B0OST升压电路,控制电路采用功率因数校正专用集成芯片C3854,为图中虚线部分所示,该芯片内部主要包含电压误差放 大器ⅥA及基准电压Uref,电流误差放大器CA,乘法器M,脉宽调制器和驱动器等 由图4-33实验系统原理框图可见,该BO0ST功率因数校正电路是一个双闭环控制系统。内环是控制d的电流环、外环则是控制输出 电压0的电压环,即检测直流输出电压0并和指令电压Uhef相比较,偏差通过电压调节器VA进行放大,其输出为反映负载大小的电流 信号。通过乘法器把id与正弦函数 Isin ot相乘,该 Isin ot信号实际上是用单相全波整流后的Ue信号代替的,乘法器的输出 il= isinωt加到内环电流调节器的输入端作为电流指令信号与检测到的电感电流冮相比较,通过电流调节器CA调节后,再通过脉宽调 制器控制器控制开关器件π,即使(即充流输入电流)跟踪指令电流i,显然,通过上述控制不仅可使整流讥的形状与充流输入电压 (正弦波)基本一致,使电流谐波大为减少,提高了输入端功率因数,而且当输出电压[由于某种原因发生变化时,通过电压外环的 控制可使输出电压b且有高度的电压稳定性一．实验目的 （1）熟悉整流电路功率因数的定义，提高功率因数的意义以及功率因数校正的基本原理。 （2）掌握BOOST功率因数校正器（PFC）的组成、工作原理、特点及调试方法。 （3）熟悉功率因数校正集成控制电路UC3854的组成、功能、工作原理与使用方法。 二．实验系统组成及工作原理 目前使用的绝大部分整流电路均采用二极管整流与滤波大电容相结合的电路结构形式，这种AC/DC变换电路的输入电压虽为正弦 波，但输入电流却发生了畸变，为图4-32所示，输入电流的非正弦化，导致电流的总谐波失真（THD）高和功率因数（PF）低。 图4-32 输入电压电流波形 有源功率因数校正技术的基本思路是在整流电路的滤波电容与负载之间增加一个功率变换电路，将整流电路的输入电流校正成与 电网电压同相的正弦波，从而消除了谐波和无功电流，因而可使电网功率因数提高到近似为1。实验系统原理框图如图4-33所示，系统 主电路采用BOOST升压电路，控制电路采用功率因数校正专用集成芯片UC3854，为图中虚线部分所示，该芯片内部主要包含电压误差放 大器VA及基准电压Uref，电流误差放大器CA，乘法器M，脉宽调制器和驱动器等。 由图4-33实验系统原理框图可见，该BOOST功率因数校正电路是一个双闭环控制系统。内环是控制id的电流环、外环则是控制输出 电压UO的电压环，即检测直流输出电压UO并和指令电压Uref相比较，偏差通过电压调节器VA进行放大，其输出为反映负载大小的电流 信号iL。通过乘法器把id与正弦函数|sinωt|相乘，该|sinωt|信号实际上是用单相全波整流后的Uae信号代替的，乘法器的输出 iL=idsinωt加到内环电流调节器的输入端作为电流指令信号与检测到的电感电流iL相比较，通过电流调节器CA调节后，再通过脉宽调 制器控制器控制开关器件Tr，即使iL（即充流输入电流）跟踪指令电流i，显然，通过上述控制不仅可使整流iL的形状与充流输入电压 （正弦波）基本一致，使电流谐波大为减少，提高了输入端功率因数，而且当输出电压Uo由于某种原因发生变化时，通过电压外环的 控制可使输出电压Uo且有高度的电压稳定性