功率因數(shù)指的是有效功率與總耗電量(視在功率)之間的關(guān)系，也就是有效功率除以總耗電量(視在功率)的比值。 基本上功率因素可以衡量電力被有效利用的程度，當(dāng)功率因素值越大，代表其電力利用率越高。
在高低溫試驗(yàn)箱中，若采用單相交流，一般經(jīng)過(guò)不可控橋式整流，將交流電源整流成直流電源(接大容量電解電容)來(lái)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。然而，不可控整流導(dǎo)致整機(jī)功率因數(shù)很低、電流諧波很高，難以滿足電流諧波標(biāo)準(zhǔn)IEC 61000-3-2。因此，必須在整流后，電解電容前增加功率因數(shù)校正(Power factor correction, PFC)電路，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)、減小輸入電流諧波。
功率因數(shù)校正電路可分為無(wú)源功率因數(shù)校正(Passive PFC)方法和有源功率因數(shù)校正(Active PFC)方法。其中，Boost升壓型功率因數(shù)校正電路，不僅能夠提高高低溫試驗(yàn)箱的功率因數(shù)，而且能起到提升流母線電壓的作用，更加利于高低溫試驗(yàn)箱的高頻運(yùn)行，故而成為單相高低溫試驗(yàn)箱有源功率因數(shù)校正主流解決方案。
高低溫試驗(yàn)箱示意圖
Boost升壓型功率因數(shù)校正的控制方法主要兩種：一種是基于直流母線電壓、輸入電壓和輸入電流檢測(cè)的電壓電流雙閉環(huán)控制方法，另一種是基于直流母線電壓和輸入電流檢測(cè)的單周期控制方法。其中，單周期控制方法不需要檢測(cè)輸入電壓，能夠降低系統(tǒng)硬件成本，故而成為設(shè)計(jì)的首選。但是，在功率因數(shù)校正開啟時(shí)刻，由于初始占空比不定，在輸入電壓較高時(shí)，較大的占空比必然造成電流超調(diào)沖擊，進(jìn)耐導(dǎo)致過(guò)流保護(hù)而故障停機(jī)，甚至損壞試驗(yàn)箱的硬件電路。因此，功率因數(shù)校正需要在輸入電壓過(guò)零點(diǎn)。
由于采用單周期控制的Boost升壓型功率因數(shù)校正電路時(shí)，沒有輸入電壓檢測(cè)電路，因此應(yīng)該提出一種基于輸入電流的頻率與過(guò)流檢測(cè)方法。首先，根據(jù)輸入電流波形的上升與下降進(jìn)行電網(wǎng)電壓頻率的檢測(cè);然后，在已知頻率的基礎(chǔ)上，采用輸入電流峰值閉環(huán)跟蹤的方法進(jìn)行過(guò)零檢測(cè)，用于開啟PFC;同時(shí)，根據(jù)輸入電流波形可以進(jìn)行電網(wǎng)電壓短時(shí)中斷實(shí)時(shí)偵測(cè)。該方法能夠自動(dòng)適應(yīng)50Hz與60Hz應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)與海外市場(chǎng)通用。
最后，總結(jié)下來(lái)功率因素校正對(duì)我們而言有三大好處：1.節(jié)省了電費(fèi)；2.增加了電力系統(tǒng)的容量；3.穩(wěn)定電流，減少了輸入電流諧波。
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