《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(duì)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(wèn)題,,近年來(lái)隨著電子鎮(zhèn)流器,、開(kāi)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(shí)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(duì)此作出了分析,,供電路設(shè)計(jì)時(shí)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(jiàn),,當(dāng)電壓與電流相位差為φ,,而波形均為余弦(或正弦)波時(shí),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?yàn)檎鳛V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(shí)間小于半個(gè)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(lái)表示,。

  忽略電容放電期間的壓降,,此時(shí),電容可等效為一個(gè)電壓源" title="電壓源">電壓源,,設(shè)電壓為E,,內(nèi)阻為r,見(jiàn)圖3,、圖4,,當(dāng)ui>E時(shí),半個(gè)周期中流過(guò)整流橋的電流為通常Rr,忽略u(píng)i/R項(xiàng),,則即流過(guò)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

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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(shí),PF=1,。實(shí)際應(yīng)用中,,可通過(guò)電路設(shè)計(jì)來(lái)增大導(dǎo)通角,達(dá)到提高輸入功率因數(shù)的目的,。

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