?

　　1 引言

　　電力電子裝置已成為電網最主要的諧波源之一。抑制電力電子裝置產生諧波的方法主要有兩種，一是被動方式，即采用無源濾波或有源濾波電路來旁路或濾除諧波;另一種是主動式的方法，即設計新一代高性能整流器，它具有輸入電流為正弦波、諧波含量低、功率因數高的特點，即具有功率因數校正功能。在功率因數校正器中輔助電路對其安全正常工作至關重要，輔助電路能夠防止從電網傳入電磁噪聲，抑制裝置產生的電磁噪聲返回電網，抑制過大的起動沖擊電流，消除浪涌噪聲干擾等。

　　2 主要技術指標

　　該功率因數校正器的主要技術指標為：

　　1) 輸入：單相AC220V±20%，即176V~264V，頻率為50HZ±5%;

　　2) 輸出：DC400V，負載在10% ~100%間變化時，電壓調整率小于1%，輸出功率為3KW;

　　3) 滿載輸出時，功率因數大于0.99，效率大于80%。

　　3 輔助電路的設計

　　輔助電路的設計包括：

　　1.EMI濾波電路;

　　2.起動電流抑制電路;

　　3.開關的浪涌吸收保護電路;

　　4.開關管的驅動保護電路。

　　3.1 EMI濾波電路的選擇

　　輸入EMI濾波電路的作用有兩方面：第一，防止從電網傳入電磁噪聲，對裝置形成干擾;第二，抑制裝置產生的電磁噪聲返回電網，造成電網公害。

　　所謂的EMI(Electro-Magnetic Interference)是指電磁干擾，包括傳導干擾和輻射干擾兩種形式。在本設計中，由于輻射干擾比傳導干擾小得多，而且容易抑制，所以主要考慮對傳導干擾的濾除。傳導干擾分為共模干擾和差模干擾兩種，共模干擾是相線與大地之間的干擾信號;差模干擾是在相線之間，與輸入功率通道相同的干擾信號。

　　目前市面上已有很多EMI濾波器成品，但基本上都是針對共模干擾信號設計的，差模干擾抑制效果很差。本設計中，由于高次諧波含量較大，需要差模干擾抑制效果較好，因此市面上的EMI濾波器均不能滿足其要求，需要設計適當的EMI濾波器。

?

　　圖1　EMI濾波電路原理圖

　　本設計中的EMI濾波電路如圖1所示，L1、L2為差模干擾抑制電感，L3、L4為共模干擾抑制電感，C1、C4為差模干擾濾除電容，C2、C3、C5、C6為共模干擾信號濾除電容。在設計中應注意使EMI電路的電容電感諧振頻率低于升壓斬波工作頻率。

　　電感L1、L2與電容 C1、C4構成一個低通濾波器。由于電感對工頻信號阻抗很小，電容對工頻信號的阻抗很大，因此對工頻信號基本沒有影響;對于高頻信號電感的阻抗很大，電容的阻抗很小，所以高頻的干擾信號通過電容形成的回路而消除。電感值一般在幾十微亨至幾毫亨，在體積允許的前提下，應盡量取得大一些。電容容量一般應在幾千微微法至零點幾微法。

　　上述電路雖然對高頻差模干擾信號能起較好的濾波作用，但對流向為同一方向的共模干擾信號無法濾除。為了濾除共模干擾信號，利用L3、L4和 C2、C3、C5、C6形成共模干擾抑制電路。共模電感采用兩條輸入線在鐵芯上并繞，因此負載電流產生的磁通相互抵消，而共模干擾信號產生的磁通則相互疊加。所以該電感對負載電流不起作用，對共模干擾信號呈現高阻抗。通過電容將共模干擾信號引入大地。共模電感一般應在幾十微亨到幾毫亨之間，在體積允許的前提下，應盡量取得大一些，以提高抑制效果。電容容量一般應在幾千微微法到零點幾微法。

　　差模電感L1、L2流過的電流為負載電流，為了防止鐵芯飽和，選用導磁率比較低的材料作為鐵芯，在本設計中選用鐵粉芯作為鐵芯。共模電感L3、L4只對共模干擾信號起作用，所以不存在鐵芯飽和問題，因此可以采用導磁率高的材料作為鐵芯，在本設計中采用鐵氧體作為鐵芯。電容C1、C4接在輸入線之間，所承受的最大電壓是最大輸入電壓，因此選用250V的交流電容。電容C2、C3、C5、C6接在輸入線與大地之間，為了防止高壓擊穿，這幾個電容的耐壓應選擇的比較高，本設計中選用耐壓為4KV的高壓瓷片電容。

　　具體的參數分別為：L1、L2均為100uH，L3為2.8mH，L4為7.8mH，C1、C4均為2.2uF，C2、C3均為0.01uF，C5、C6均為0.0047uF。