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高低温试验箱功率因数校正方法

  在高低温试验箱中,若采用单相交流,一般经过不可控桥式整流,将交流电源整流成直流电源(接大容量电解电容)来驱动压缩机。然而,不可控整流导致整机功率因数很低、电流谐波很高,难以满足电流谐波标准IEC 61000-3-2。因此,必须在整流后,电解电容前增加功率因数校正(Power factor correction, PFC)电路,提高系统的功率因数、减小输入电流谐波。

  功率因数校正电路可分为无源功率因数校正(Passive PFC)方法和有源功率因数校正(Active PFC)方法。其中,Boost升压型功率因数校正电路,不仅能够提高高低温试验箱的功率因数,而且能起到提升流母线电压的作用,更加利于高低温试验箱的高频运行,故而成为单相高低温试验箱有源功率因数校正主流解决方案。

  Boost升压型功率因数校正的控制方法主要两种:一种是基于直流母线电压、输入电压和输入电流检测的电压电流双闭环控制方法,另一种是基于直流母线电压和输入电流检测的单周期控制方法。其中,单周期控制方法不需要检测输入电压,能够降低系统硬件成本,故而成为设计的首选。但是,在功率因数校正开启时刻,由于初始占空比不定,在输入电压较高时,较大的占空比必然造成电流超调冲击,进耐导致过流保护而故障停机,甚至损坏试验箱的硬件电路。因此,功率因数校正需要在输入电压过零点。

  由于采用单周期控制的Boost升压型功率因数校正电路时,没有输入电压检测电路,因此应该提出一种基于输入电流的频率与过流检测方法。首先,根据输入电流波形的上升与下降进行电网电压频率的检测;然后,在已知频率的基础上,采用输入电流峰值闭环跟踪的方法进行过零检测,用于开启PFC;同时,根据输入电流波形可以进行电网电压短时中断实时侦测。该方法能够自动适应50Hz与60Hz应用,在国内市场与海外市场通用。


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