2024/6/14做實(shí)驗(yàn)不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的加輸入，有輸出就算成功了。這樣的話，學(xué)不到真正的知識(shí)。遇到問(wèn)題，要分析問(wèn)題的原因，尋找到原因，才能找到解決的辦法。這樣才能學(xué)到真正的知識(shí)，對(duì)實(shí)踐的能力有很大提高，對(duì)電路的工作原理理解很深入。

學(xué)會(huì)分析電路的方法，學(xué)會(huì)排除故障的能力，這種能力在社會(huì)工作上才能應(yīng)用上。

2024/6/142做完電路板之后，在調(diào)試和測(cè)試之前，用萬(wàn)用表測(cè)量一下電路是否有短路和沒(méi)有連接上的情況。在測(cè)試之前必須要調(diào)試電路:(1)控制電路的調(diào)試；(2)功率電路的調(diào)試。2024/6/143

第4部分電源輸入級(jí)1.離線運(yùn)行：兩種整流濾波方式和輸入儲(chǔ)能電容特性

2.射頻干擾抑制---EMI濾波器和安規(guī)事項(xiàng)

3.

功率因數(shù)校正----為什么要用功率因數(shù)校正及其方法

4.

浪涌電流---產(chǎn)生及其抑制的方法

5.

保持時(shí)間----定義及其增加保持時(shí)間的方法

2024/6/1441.離線運(yùn)行

------兩種整流濾波方式和輸入儲(chǔ)能電容特性

高頻開(kāi)關(guān)電源大致分為離線式開(kāi)關(guān)電源和DC-DC模塊電源。通常在線性電源中使用低頻（50-60Hz）隔離變壓器（工頻變壓器），而高頻開(kāi)關(guān)電源直接從交流輸入獲得能量，沒(méi)有使用工頻變壓器，所以稱高頻開(kāi)關(guān)電源為離線式開(kāi)關(guān)電源。

比如：PC電源，輸入220V經(jīng)過(guò)EMI濾波器，再經(jīng)過(guò)橋式整流+電容儲(chǔ)能，給DC-DC變換器提供直流電壓。

2024/6/145

輸入交流電壓的類型主要有以下幾種：（1）117V/60Hz(美國(guó)）（2）240V/50Hz（歐洲）（3）220/50Hz(中國(guó)）（4）100V/60Hz(日本）

通用電源必須能夠在90∽270V范圍內(nèi)工作。如：PC電源和筆記本的適配器上都標(biāo)有輸入電壓的范圍和頻率。2024/6/146

（1）220V輸入全波橋式整流電容濾波電路如下圖：

DC-DC變換器（隔離降壓式變換器）

輸出電壓波形如右圖

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如輸入電壓在117V±15%時(shí)，經(jīng)過(guò)整流濾波之后如何得到300V±20%的直流電壓？因?yàn)橹绷髯儞Q器是根據(jù)正常輸入直流電壓為300V設(shè)計(jì)的。

（2）117V輸入全波整流倍壓電容濾波電路如下圖：

2024/6/148

全波倍壓整流濾波電路圖及兩種整流方法的輸出波形：

電阻的作用是使電壓在兩個(gè)電容上平均分配。

全波倍壓整流濾波電路也可以應(yīng)用到輔助電源Vcc中。如下電路2024/6/149

（3）輸入儲(chǔ)能電容特性

輸入儲(chǔ)能電容就是指整流橋輸出的濾波電容。鋁電解電容是唯一能夠提供足夠高的耐壓值和電容值的元件。耐壓值為400—450V的電容對(duì)于240V的工作場(chǎng)合已經(jīng)足夠。對(duì)于母線電壓為117V的倍壓器，兩個(gè)耐壓值為200—250V的電容比較適合。為保證足夠的裕量，選擇耐壓值為300V或者更高的電容比較適合。電容上有ESR—等效串聯(lián)電阻，電容進(jìn)行充電和放電時(shí)，等效串聯(lián)電阻引起功率損耗，將會(huì)導(dǎo)致電容升溫。如果長(zhǎng)時(shí)間工作，超過(guò)它的最高工作溫度，電容就會(huì)損壞。電容的“屁股”往上翹，表明已經(jīng)損壞。2024/6/14102.射頻干擾抑制---EMI濾波器和安規(guī)事項(xiàng)

產(chǎn)生干擾信號(hào)的原因：開(kāi)關(guān)電源在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很多噪聲及諧波，比如整流橋+大電容濾波儲(chǔ)能時(shí)，輸入電流是很窄的矩形脈沖，這種波形的諧波含量非常大；另外，PCB以及隔離變壓器的匝間電容或者寄生的電感等引起的干擾信號(hào)。

抑制干擾信號(hào)：采用EMI濾波器來(lái)抑制干擾信號(hào)，使設(shè)備正常工作，使諧波含量滿足歐洲的EN61000-3-2標(biāo)準(zhǔn)。常用的EMI濾波器結(jié)構(gòu)如下圖：2024/6/1411EMI濾波電路C1、C2、C3通常是X2電容，濾除差模信號(hào)；C4和C5通常是Y2電容，濾除共模信號(hào)；L1和L2是差模電感；L3是共模電感。2024/6/1412Concernsharmoniccurrentemissionlimitsforequipmenthavinganinputcurrent>16AperphaseEquipmentisdividedupin4classes:A:Balancedthree-phaseequipmentandthatnotincludedintheotherclassesB:PortableequipmentC:LightingequipmentD:Equipmentwithspecialinputcurrentwaveshapeandinputactivepower>600W.Nolimitationisimposedonequipmentwithinputactivepower<75W.EN61000-3-2regulationEN61000-3-2諧波標(biāo)準(zhǔn)，輸入功率大于75W的設(shè)備分成四個(gè)等級(jí)，來(lái)設(shè)定諧波的標(biāo)準(zhǔn)。A類為平衡三相設(shè)備，B類為便攜式設(shè)備，C類為照明裝置，D類為輸入功率大于600W的設(shè)備。輸入功率小于75W的設(shè)備，對(duì)諧波含量沒(méi)有要求。EN61000-3-2LimitsforclassA,B&CEquipmentHarmonicorder“n”Max.harmoniccurrentA32.3051.1470.7790.40110.33130.2115￡n￡390.15·15/n21.0840.4360.308￡n￡400.23·8/nOddharmonicsEvenharmonicsClassAClassCMax.harmoniccurrent(%offundamental)330·PF510779511￡n￡39322HarmonicordernClassB33.4551.7171.1690.60110.50130.3215￡n￡390.23·15/n21.6240.6560.458￡n￡400.35·8/nHarmonicorder“n”Max.harmoniccurrentAOddharmonicsEvenharmonicsEN61000-3-2LimitsforclassDEquipmentClassDHarmonicordernMax.harmoniccurrentperWatt(mA/W)51.971.090.5110.3513￡n￡39(oddharm.only)3.85/n

33.4Max.harmoniccurrentA1.140.770.400.33seeclassA

2.302024/6/14153.

功率因數(shù)校正----為什么要用功率因數(shù)校正及其方法

從220V交流電網(wǎng)經(jīng)整流供給直流是電力電子及電子儀器中應(yīng)用極為廣泛的一種基本變流方案。例如離線式開(kāi)關(guān)電源的輸入端，AC電源經(jīng)全波整流后，一般接一個(gè)大電容，如圖下圖所示：2024/6/1416

輸入電流和電壓波形如下圖所示，輸入交流電壓Vi是正弦的，但是交流電流ii波形卻嚴(yán)重畸變，呈脈沖狀。

由此可見(jiàn)，大量應(yīng)用整流電路，要求電網(wǎng)供給嚴(yán)重畸變的非正弦電流，造成嚴(yán)重的后果，諧波電流對(duì)電網(wǎng)有危害作用，并且輸入端功率因數(shù)下降。2024/6/1417諧波電流對(duì)電網(wǎng)的危害

脈沖狀的輸入電流，含有大量諧波。右圖給出了輸入電流波形及電流諧波頻譜分析，其中電流的三次諧波分量達(dá)77.5%，五次諧波分量達(dá)50.3%，……總的諧波分量（或稱總諧波畸變TotalHarmonicDistortion，用THD表示）為95.6%，輸入端功率因數(shù)僅有0.683，非常的低。輸入電流波形及其諧波分量頻譜分析2024/6/1418

歐盟已經(jīng)通過(guò)IEC555、EN61000-3-2等標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上限制了各類電源系統(tǒng)的諧波含量。綜上所述，功率因數(shù)校正則是滿足這些要求的手段。功率因數(shù)校正：采用適當(dāng)?shù)碾娐?，減小輸入電流的諧波含量，使輸入電流接近于正弦波；提高輸入端的功率因數(shù)

提高AC-DC電路輸入端功率因數(shù)和減小輸入電流諧波的主要方法有以下兩種：2024/6/1419

1.無(wú)源功率因數(shù)校正

在整流器和電容之間串聯(lián)一個(gè)濾波電感（如課本圖3-6），或者交流側(cè)接入諧振濾波器。LC諧振整流濾波電路如下圖所示：

主要優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高

。

主要缺點(diǎn)：尺寸、重量大，難以得到高的功率因數(shù)工作性能與頻率、負(fù)載變化及輸入電壓變化有關(guān)，電感和電容之間有較大的充放電電流等。2024/6/1420

2.有源功率因數(shù)校正

在整流器和負(fù)載之間接入一個(gè)DC-DC變換器，應(yīng)用電流反饋技術(shù)，使輸入端電流i波形跟蹤交流輸入正弦電壓波形，可以使i接近正弦。從而使輸入端THD小于5%，而功率因數(shù)可提高到0.99或更高。由于這個(gè)方案中，應(yīng)用了有源器件，故稱為有源功率因數(shù)校正（Active-Power-FactorCorrection），簡(jiǎn)稱APFC。

優(yōu)點(diǎn)：較高的功率因數(shù)，如0.97~0.99，甚至接近1；THD小；可在較寬的輸入電壓范圍（如90~264Vac）和寬頻帶下工作；體積小、重量輕，輸出電壓保持恒定。

缺點(diǎn)：電路復(fù)雜；MTBF下降，成本高。BCM(零界連續(xù))電流大，P=I^2*R通態(tài)損耗大，只能用在150W以下2024/6/1421

帶有源功率因數(shù)校正的電源系統(tǒng)輸入電流電壓的波形如下左圖，相應(yīng)的諧波含量的成分如下右圖：

從上圖可以看出，電流和電壓的相位及形狀都極為相似。各次諧波含量都非常的小。2024/6/1422

用控制芯片MC33260（安森美）的PFC電路如下圖：用兩個(gè)boost升壓電路代替整流橋2024/6/14234.

浪涌電流---產(chǎn)生及其抑制的方法

輸入交流電壓的任意時(shí)刻通過(guò)開(kāi)關(guān)管的控制傳遞能量給負(fù)