3.2.2 被動(dòng)式功率因數(shù)校正

　　目前消費(fèi)類(lèi)電子、電氣產(chǎn)品所采用的開(kāi)關(guān)電源電路多是開(kāi)關(guān)頻率比較低、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低的那種形式，其諧波電流發(fā)射超過(guò)限值的問(wèn)題也較普遍。

　　在這種情況下，成本控制可能是主要的考慮。

　　采用低頻濾波電路可以降低諧波成份到標(biāo)準(zhǔn)限值以下，這種措施屬于被動(dòng)式功率因數(shù)校正。這種方案適合于中小功率設(shè)備。

　　因?yàn)樾枰獮V除的是工頻諧波，對(duì)功率較大的設(shè)備，濾波器的重量和成本可能會(huì)超過(guò)設(shè)備電源本身。

　　3.2.3 其它解決措施

　　對(duì)那些設(shè)備整體呈感性或容性的電子、電氣設(shè)備（如電動(dòng)設(shè)備等），在正常工作時(shí)，其電流波形的峰值出現(xiàn)時(shí)間可能會(huì)滯后或超前電壓波形的峰值，造成產(chǎn)品的功率因素的下降。

　　對(duì)此類(lèi)設(shè)備較常采用的方式是對(duì)應(yīng)的容性或感性補(bǔ)償，使補(bǔ)償后的電流波形的峰值出現(xiàn)時(shí)間與電壓波形的峰值出現(xiàn)時(shí)間保持同步。

　　此類(lèi)補(bǔ)償需注意，不要出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償，否則，效果適得其反。

　　此類(lèi)補(bǔ)償方式多用于電力系統(tǒng)的功率因素補(bǔ)償，一般的電子、電氣設(shè)備上較少采用。

　　因?yàn)?，一般的電子、電氣設(shè)備的諧波問(wèn)題主要表現(xiàn)為波形畸變，而不僅是電流波形相位滯后、超前的問(wèn)題，這種補(bǔ)償方式效果不明顯。

　　下面首先介紹兩種被動(dòng)式功率因數(shù)校正電路，然后再介紹主動(dòng)式功率因數(shù)校正電路。

　　對(duì)一般用電設(shè)備來(lái)說(shuō)，這兩種被動(dòng)式功率因數(shù)校正電路所增加的元件成本均比較低，體積也不大，一般是可以接受的。

　　采用主動(dòng)式功率因數(shù)校正電路的比被動(dòng)式成本略高，但校正效果會(huì)比被動(dòng)式好的多。

　　對(duì)有些采用其它方案不能湊效的產(chǎn)品，主動(dòng)式功率因數(shù)校正電路可能是最后唯一的選擇。

　　當(dāng)然，有些產(chǎn)品為提高產(chǎn)品質(zhì)量和檔次，也會(huì)主動(dòng)采用主動(dòng)式功率因數(shù)校正電路。

　　3.3 利用電感儲(chǔ)能電流泵式解決方案

　　該方案適用于直接利用高壓整流方式來(lái)供電的產(chǎn)品。電路如圖7 所示。

　　這個(gè)電路僅僅由一個(gè)扼流圈L1、一個(gè)快速開(kāi)關(guān)二極管D1 和一個(gè)耐沖擊電容C 組成。用這三只元件

　　構(gòu)成一個(gè)電流泵電路，取代原來(lái)開(kāi)關(guān)電源里的由二極管和RC 網(wǎng)絡(luò)組成的限幅緩沖電路。

　　扼流圈的電感L1 大概是開(kāi)關(guān)變壓器的主電感L 的4 倍。

　　耦合電容C 應(yīng)該能夠耐高壓和沖擊，它的容量是10 到30nF。

　　對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)電源的功率從75W 到300W 的范圍。

　　C1 電容應(yīng)該大到足夠滿足最大的諧波電流限值，二極管選用快恢復(fù)特性功率二極管。

　　此電路結(jié)合主動(dòng)功率因數(shù)校正的原理，利用電感儲(chǔ)能延長(zhǎng)整流導(dǎo)通的時(shí)間，從而有效減少了輸入的諧波電流幅度。

　　應(yīng)用此電路時(shí)，應(yīng)注意調(diào)整開(kāi)關(guān)變壓器和開(kāi)關(guān)晶體管的參數(shù)，否則易損壞開(kāi)關(guān)晶體管。

　　此電路宜應(yīng)用在電源開(kāi)關(guān)頻率較高，開(kāi)關(guān)晶體管導(dǎo)通電流大，內(nèi)阻很小的電源電路中。

　　圖7：電流泵式被動(dòng)功率因數(shù)校正電路

　　3.4 低頻諧波電流抑制濾波解決方案

　　電路如圖8 所示。該方案適用于直接利用高壓整流方式來(lái)供電的產(chǎn)品。

　　這個(gè)電路僅僅由一個(gè)低頻扼流圈組成，插入整流橋和濾波電容之間。

　　其工作原理非常簡(jiǎn)單，低頻扼流圈的電感和整流電容以及低頻扼流圈的分布電容共同組成一個(gè)低頻諧波電流濾波器。

　　圖8：低頻濾波器被動(dòng)功率因數(shù)校正電路

　　電路參數(shù)要設(shè)計(jì)成對(duì)50Hz 的基波成份衰減很小，對(duì)三次以上諧波成份衰減很大，尤其是第三次諧波（150Hz）的衰減最大。

　　低頻諧波電流抑制濾波器在電源整流之后或者之前的某些點(diǎn)插入電流回路，就可以起到抑制諧波電流的目的。

　　可以解決300W 以下產(chǎn)品的諧波電流問(wèn)題，并且不需要電路其它參數(shù)作任何改變，也不會(huì)降低原電源電路的其它性能。

　　其缺點(diǎn)是體積較大，重量約100-200 克。

　　3.5 主動(dòng)PFC 解決方案

　　該方案是在主電源上串聯(lián)另一個(gè)電源變換器，它強(qiáng)迫電源緊密跟隨正弦型線電壓獲取電流。

　　圖9 為其原理示意圖。

　　該方案適用于直接利用高壓整流方式來(lái)供電的產(chǎn)品。

　　圖9：主動(dòng)式PFC原理示意圖

　　工頻交流經(jīng)過(guò)整流器整流后變成波動(dòng)的直流，該波動(dòng)直流提供給PFC 轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

　　對(duì)一般普通的開(kāi)關(guān)電源來(lái)說(shuō)，由于PFC 控制電路相當(dāng)于在原開(kāi)關(guān)電源的整流和濾波回路之間增加了一級(jí)開(kāi)關(guān)回路。

　　一方面增加了電路的復(fù)雜程度，可能需要對(duì)原系統(tǒng)的電源部分重新設(shè)計(jì)和排版；

　　另一方面，由于相當(dāng)于增加了一級(jí)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換電路，電源產(chǎn)生的射頻騷擾必然有所增加甚至超標(biāo)，這時(shí)可能需要采取一些措施使其重新符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

　　3.6 諧波問(wèn)題的其它對(duì)策

　　以上三種諧波電流問(wèn)題解決方案主要適用于直接利用高壓整流方式來(lái)供電的產(chǎn)品。

　　因?yàn)榇祟?lèi)產(chǎn)品諧波電流非常大，若不采取相應(yīng)對(duì)策，則難以滿足諧波標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　對(duì)通過(guò)工頻變壓器供電的產(chǎn)品和直接使用交流電源而不通過(guò)電源變換電路二次供電的家電產(chǎn)品，一

　　般情況下諧波電流不大，且其波電流限值比較寬松，即使不采取諧波電流抑制措施，其諧波電流測(cè)試合

　　格率還是非常高的。

　　但我們依然需要注意以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。

　　對(duì)那些非高壓整流方式來(lái)供電的家電產(chǎn)品，低次諧波電流限值比較寬松，合格是比較容易的，此時(shí)，

　　應(yīng)注意的是20 次以上的高次諧波電流容易出現(xiàn)問(wèn)題。

　　對(duì)此類(lèi)的高次諧波超標(biāo)問(wèn)題，一般在電源回路中增加適當(dāng)?shù)母叽沃C波濾波電感（高頻扼流圈）即可解決問(wèn)題。

　　由于半波整流方式和利用相位截波方式調(diào)節(jié)（如可控硅非過(guò)零控制）對(duì)電源進(jìn)行對(duì)稱和非對(duì)稱控制

　　都很容易產(chǎn)生非常大的諧波電流。諧波電流標(biāo)準(zhǔn)一般不允許采用半波整流方式和對(duì)電源進(jìn)行對(duì)稱和非對(duì)稱控制。

　　若測(cè)試時(shí)諧波電流超標(biāo)，建議將電源半波整流方式和對(duì)稱/非對(duì)稱控制方式改為其他的控制方式。

　　如將半波整流改為全波整流或橋式整流方式。將利用相位截波方式調(diào)節(jié)的對(duì)稱/非對(duì)稱控制方式改成對(duì)稱的過(guò)零觸發(fā)控制方式。可以有效地解決此類(lèi)諧波問(wèn)題。

　　4．瞬態(tài)脈沖抗擾度測(cè)試常見(jiàn)問(wèn)題對(duì)策及整改措施

　　4.1 綜述

　　電磁兼容所說(shuō)的瞬態(tài)脈沖是指干擾脈沖是斷續(xù)性的，一般具有較高的干擾電壓，較快速的脈沖上升時(shí)間，較寬的頻譜范圍。一般包括：靜電放電、電快速瞬變脈沖群、浪涌沖擊等。

　　由于它們具有以上共同特點(diǎn)，因此在試驗(yàn)結(jié)果的判斷及抑制電路上有較大的共同點(diǎn)。在此處先進(jìn)行介紹。

　　4.1.1 瞬態(tài)脈沖抗擾度測(cè)試常見(jiàn)的試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明

　　對(duì)不同試驗(yàn)結(jié)果，可以根據(jù)該產(chǎn)品的工作條件和功能規(guī)范按以下內(nèi)容分類(lèi)：

　　A：技術(shù)要求范圍內(nèi)的性能正常；

　　B：功能暫時(shí)降低或喪失，但可自行恢復(fù)性能；

　　C：功能暫時(shí)降低或喪失，要求操作人員干預(yù)或系統(tǒng)復(fù)位；

　　D：由于設(shè)備（元件）或軟件的損壞或數(shù)據(jù)的喪失，而造成不可恢復(fù)的功能降低或喪失。

　　符合A 的產(chǎn)品，試驗(yàn)結(jié)果判合格。這意味著產(chǎn)品在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中功能正常，性能指標(biāo)符合技術(shù)要求。

　　符合B 的產(chǎn)品，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)視其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)或者試驗(yàn)大綱的規(guī)定，當(dāng)認(rèn)為某些影響不重要時(shí)，可以判為合格。

　　符合C 的產(chǎn)品，試驗(yàn)結(jié)果除了特殊情況并且不會(huì)造成危害以外，多數(shù)判為不合格。

　　符合D 的產(chǎn)品判別為不合格。

　　符合B 和C 的產(chǎn)品試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)寫(xiě)明B 類(lèi)或C 類(lèi)評(píng)判依據(jù)。符合B 類(lèi)應(yīng)記錄其喪失功能的時(shí)間。

　　4.1.2 常用的瞬態(tài)脈沖抑制電路：

　　4.1.2.1 箝位二極管保護(hù)電路：

　　工作原理如圖 10。

　　圖10 二極管保護(hù)電路

　　使用2 只二極管的目的是為了同時(shí)抑制正、負(fù)極性的瞬態(tài)電壓。瞬態(tài)電壓被箝位在V++VPN~V--VPN 范圍內(nèi)，串聯(lián)電阻擔(dān)負(fù)功率耗散的作用。利用現(xiàn)有電源的電壓范圍作為瞬態(tài)電壓的抑制范圍，二極管的正向?qū)娏骱痛?lián)電阻的阻值決定了該電路的保護(hù)能力。本電路具有極好的保護(hù)效果，同時(shí)其代價(jià)低廉，適合成本控制比較嚴(yán)、靜電放電強(qiáng)度和頻率不十分嚴(yán)重的場(chǎng)合。

　　4.1.2.2 壓敏電阻保護(hù)電路：

　　壓敏電阻的阻值隨兩端電壓變化而呈非線性變化。當(dāng)施加在其兩端的電壓小于閥值電壓時(shí)，器件呈現(xiàn)無(wú)窮大的電阻；當(dāng)施加在其兩端的電壓大于閥值電壓時(shí)，器件呈現(xiàn)很小電阻值。此物理現(xiàn)象類(lèi)似穩(wěn)壓管的齊納擊穿現(xiàn)象，不同的是壓敏電阻無(wú)電壓極性要求。使用壓敏電阻保護(hù)電路的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、瞬態(tài)抑制效果好，且可以獲得較大的保護(hù)功率。