一种新颖的无源功率因数校正电路

Vsb，3.3V。电路采用SiMatrix仿真软件对输入电流进行傅立叶分解，得到的电流谐波如图5所示，图中波形①为传统的无源滤波型功率因数校正电路的电流分解图，波形②为改进型无源滤波电流分解图。由图可知，波形①含有较大成分的2次，4次等谐波，而波形②不仅消除了偶次谐波，而且3次，5次等奇次谐波也有不同程度的降低。因而功率因数有所提高，总谐波畸变有较大降低。

图5 输入电流谐波分布对比图

实验电路的功率因数及谐波成分的测量^[4]采用的是基于HPI/O库建立的虚拟仪器测试平台。该测试平台采用IEEE-488GPIB标准^[3]，测量仪器通过数据采集卡将测量的数据传给计算机，然后由控制软件进行分析处理，得到详细而精确的测量结果。功率因数采用HP交流电源分析仪图形界面（HP AC Source GUI）测量；谐波分布采用HP谐波及闪烁测试系统（Harmonic Flicker Test System）测量^[4]。图6及图7为采用虚拟实验平台测得的电压电流波形及电流的谐波成分直方图。实验条件为输入电压220V，各路输出电流2A，输出功率为75W。图6为传统LC滤波型电路，其功率因数为0.75，THD=62％。其奇次谐波都低于IEC1000-3-2CLASSD标准，但裕度较小，且含有较高的偶次谐波。图7为改进型滤波电路电压电流波形，其功率因数提高至0.79，THD=57％，虽然奇次谐波降低不多，但提高了谐波裕度，同时基本了消除偶次谐波。

图6 传统无源PFC电路输入电流及谐波电流图

图7 改进型无源PFC电路输入电流及谐波电流图

5 结语

本文介绍了一种通过辅助电路改善无源功率因数校正电路的方法。该方法通过并联电容充放电来增大了整流电路二极管的导通角，从而提高功率因数及减小电流谐波成分，特别是消除无源功率因数校正电路中存在的偶次谐波问题，使得电路能更好地满足IEC1000-3-2标准，具有较高的实用价值。