单相桥式整流电容滤波负载的功率因数分析
时间:01-11 11:19 阅读:1881次
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简介:功率因数一直是电力系统中比较关心的问题,近年来随着电子镇流器、开关电源等整流滤波电路的大量应用,且功率日益增大,功率因数的影响在这一领域越发明显。有些实用电路中,有适当的校正电路,但较少涉及功率因数的定量分析,本文对此作出了分析,供电路设计时参考。
1、传统概念的功率因数
以往电力系统中,由于感性负载或容性负载的使用,使得交流电路中电压与电流间存在相位差,设其值为φ,其功率因数定义如下:
令:u=Umcosωt
则:i=Imcos(ωt±φ)
可见,当电压与电流相位差为φ,而波形均为余弦(或正弦)波时,功率因数只与相位差φ有关。
2、单相桥式整流电容滤波" title="电容滤波">电容滤波负载的功率因数
单相桥式整流滤波负载的电路如图1所示。因为整流滤波电路中电容的作用,使整流桥每臂的导通" title="导通">导通时间小于半个周期,即导通角小于π,设其值为2α,如图2所示。由于i已不是正弦波,功率因数就不能用cosφ来表示。
忽略电容放电期间的压降,此时,电容可等效为一个电压源,输入电压及电流波形如图2所示。
图1单相桥式整流电容滤波电路
图2输入电压、电流波形
图3输出电压波形
图4滤波电容等效为电压源
由图5可知:
图5电流i与导通角2α之间的关系
3、结论
随着导通角的增大,输入功率因数增加,当导通角2α为π时,PF=1。实际应用中,可通过电路设计来增大导通角,达到提高输入功率因数的目的。