摘 要:電磁兼容標準是強制性的,因此滿足特定的電磁兼容標準是功率因數(shù)校正技術研究的重要內(nèi)容。低成本小功率的開關電源設計以滿足電磁兼容標準為目標,電流諧波限制標準的要求不同對于電路的設計有很大的影響。由于IEC1000.3.2電磁兼容標準的變化,許多過去標準中劃分為D類裝置設備在新版本標準中劃分為A類,通過分析計算,按照新標準重新計算的開關電源磁元件尺寸可大幅度地減小,進一步降低成本和提高性能價格比。本文以有源單級功率因數(shù)校正電路和無源Lc功率因數(shù)校正電路為例,對新電磁兼容標準條件下功率因數(shù)校正電路進行設計分析。實驗結果與理論預期十分接近。
1 概述
由于日益嚴重的電網(wǎng)污染,為抑制低頻諧波的污染,各國相繼制訂、頒發(fā)了控制和限制電力系統(tǒng)諧波的電磁兼容標準。*早的電磁兼容諧波標準起源于歐洲。這些標準發(fā)展的軌跡如下:1975年頒布EN50006,1982年IEC555和1991年的EN60555.2.l國際電工委員會IEC的歐洲委員占大多數(shù),故歐洲標準以IEC標準為基礎。1995年,IECIO00.3.2**版標準文件?頒布并成為了歐洲國家的適用的電磁兼容標準。2000年**版的IEC61000.3.2頒布并成:匈歐洲國家的標準。包括中國在內(nèi)的世界其它國家,基本上都是在IEC或IEEE標準的基礎上,直接:果用或等效引用 。 。需要指出的是新的IEC電磁兼容標準已經(jīng)發(fā)生了改變。
目前許多功率因數(shù)校正電路設計根據(jù)1995年制訂的**版IEC1000.3.2電磁兼容標準要求來設計。但是在新的標準中,一些內(nèi)容和要求已經(jīng)被重新修改。這些新的變化在進行功率因數(shù)校正電路設計中必須予以考慮。
本文以新電磁兼容標準為依據(jù),重新設計分析了兩種典型高性價比的功率因數(shù)校正電路(有源與無源)。兩種典型電路為:
① 有源輸入電流矯形電路[3~5]。這是近年提出的單級有源功率因數(shù)校正技術。
② LC濾波器電路[6,7]。這是典型的無源功率因數(shù)校正電路。
2 IEC1Ooo-3.2新舊電磁兼容標準的差異
一般電磁兼容標準定義四個不同的電力電子設備的類型:A、B、C和D。這些類別根據(jù)電力電子設備的應用給出不同的電流諧波限制要求。新版標準中很重要的變化是如何劃分D類要求的電力電子設備。在舊版的電磁兼容標準中,D類標準適用具有特定電流波形模式的電力電子設備。新的電磁兼容標準中,D類特定輸入電流模式不再存在,D類諧波限制要求僅適用于*大輸入功率小于600瓦的個人計算機、個人計算機的監(jiān)視器和電視接收器。D類的具體各次諧波要求見表1**列所示。
需要特別指出的是,在舊版標準中許多屬于D類標準的電力電子設備,根據(jù)新的電磁兼容標準,它們要劃分到屬于A類標準要求。對于A類標準要求,輸入電流各次諧波限制要求由表1第四列所示。
正如新標準表明的,A類裝置在低功率場合允許更多的波形失真.因此由表1分析,A類裝置比D類裝置更容易滿足適用于它的電流諧波限制要求。