有源功率因数校正技术

　　常用的开关电源，一般都是由市电电网220 V的交流电供电的。市电220 V交流电经过整流和大电容滤波，得到一个较为平滑的直流电压后，向DC／DC PWM转换器提供一个直流电源电压U，以供转换器进行DC／DC PWM电压转换。整流一大电容滤波电路是一种非线性元件和储能元件的组合，如图1a）所示；因此，虽然输人交流市电电压是正弦的，但输入交流电流的波形却发生了严重的畸变，呈窄脉冲状如图1b）所示。由此可知，电容滤波的整流电路，会使市电电网输人电流产生严重畸变的非正弦（窄脉冲）电流，其谐波电流对市电电网有危害作用，并使开关电源的输入功率因数下降。

　　图1 整流一电容滤波电路及其工作波形

　　窄脉冲电流，含有大量的谐波，使开关电源的谐波噪声增大。谐波含量的丰富程度可以用“总谐波畸变”（Total HarmonicDistion,THD）来表示。

　　同时在整流电路的输入端必须用滤波器滤波，既增加了开关电源的造价，也使开关电源的体积重量增大。

　　图2所示为图整流一电容滤波电路的输人电量波形及电流谐波频谱分析，输人电压为正弦波，输人电流为窄脉冲，这时电路输入电流的THD为95.6％，输入功率因数为0.683。
　　在电子仪器、设备中开关电源大量的谐波电流倒流人市电电网，会造成对市电电网的谐波污染，一方面会产生二次效应，即电流流过线路阻抗造成谐波电压降，反过来也使电网电压（原来是正弦波）发生畸变；另一方面还可能会造成电路故障，使变电设各损坏。例如，10 kV电力线路和配电变压器过热；谐波电流引起市电电网LC谐振，或高次谐波电流流过10 kV市电电网的高压无功补偿电容，使之过流过热而爆炸；在三相电路中，中线流过三相零序谐波电流的叠加，使中线过流而损坏等。

　　图2 整流—电容滤波电路的输人电量波形及电流谐波频谱分析