《電子技術(shù)應(yīng)用》
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單相橋式整流電容濾波負(fù)載的功率因數(shù)分析
摘要: 從理論上對單相橋式整流電容濾波負(fù)載(即非線性負(fù)載)的功率因數(shù)作定量分析,,并與傳統(tǒng)概念的功率因數(shù)作比較。關(guān)鍵詞:功率因數(shù)整流濾波.
Abstract:
Key words :

1引言

  功率因數(shù)" title="功率因數(shù)">功率因數(shù)一直是電力系統(tǒng)中比較關(guān)心的問題,近年來隨著電子鎮(zhèn)流器,、開關(guān)電源等整流濾波電路的大量應(yīng)用,,且功率日益增大,,功率因數(shù)的影響在這一領(lǐng)域越發(fā)明顯,。有些實用電路中,有適當(dāng)?shù)男U娐?,但較少涉及功率因數(shù)的定量分析,,本文對此作出了分析,供電路設(shè)計時參考,。

2傳統(tǒng)概念的功率因數(shù)

  以往電力系統(tǒng)中,,由于感性負(fù)載或容性負(fù)載的使用,使得交流電路中電壓與電流間存在相位差,,設(shè)其值為φ,,其功率因數(shù)定義如下:

令:u=Umcosωt

則:i=Imcos(ωt±φ)

  可見,當(dāng)電壓與電流相位差為φ,,而波形均為余弦(或正弦)波時,,功率因數(shù)只與相位差φ有關(guān)。

3單相橋式整流電容濾波" title="電容濾波">電容濾波負(fù)載的功率因數(shù)

  單相橋式整流濾波負(fù)載的電路如圖1所示,。因為整流濾波電路中電容的作用,,使整流橋" title="整流橋">整流橋每臂的導(dǎo)通" title="導(dǎo)通">導(dǎo)通時間小于半個周期,即導(dǎo)通角小于π,,設(shè)其值為2α,,如圖2所示,。由于i已不是正弦波,,功率因數(shù)就不能用cosφ來表示。

  忽略電容放電期間的壓降,,此時,,電容可等效為一個電壓源" title="電壓源">電壓源,設(shè)電壓為E,,內(nèi)阻為r,,見圖3、圖4,,當(dāng)ui>E時,,半個周期中流過整流橋的電流為通常Rr,忽略ui/R項,則即流過整流橋的電流為正弦波的頂部,,輸入電壓及電流波形如圖2所示,。

Xzg1.gif (3006 字節(jié))

圖1單相橋式整流電容濾波電路

Xzg2.gif (4603 字節(jié))

圖2輸入電壓、電流波形

Xzg3.gif (3380 字節(jié))

圖3輸出電壓波形

Xzg4.gif (2797 字節(jié))

圖4濾波電容等效為電壓源

由圖5可知:      

Xzg5.gif (4510 字節(jié))

圖5電流i與導(dǎo)通角2α之間的關(guān)系

4結(jié)論

  隨著導(dǎo)通角的增大,,輸入功率因數(shù)增加,,當(dāng)導(dǎo)通角2α為π時,,PF=1。實際應(yīng)用中,,可通過電路設(shè)計來增大導(dǎo)通角,,達到提高輸入功率因數(shù)的目的。

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