维普资讯
http://www.cqvip.com
Ｅ Ｉ ½ ½½ ½Ｔ½½½ ½
Ｍ ½ ½ ½ ½ ½ ½
Ｓ ½ ½½
½ ½
・
电磁干扰抑制技术 ・
采用 Ｐ Ｃ电路抑制½ 色显 示器 谐波 电流
Ｆ
Ａ½ ½ ½ ½½ ½ Ｆ Ｃ½ ½½½ ½½ ½ Ｈ½ ½ ½ ½ ½½ ½½ ½½Ｍ½ ½ ½
½½ ½ ½Ｐ Ｃ ½ ½ ½ Ｓ½½ ½ ½ ½½ Ｃ½ ½ ½ ½Ｃ½½ ½½
½ ½
½
½
½
福 建 省 中 心检 验 所
½ 光 平
摘
要
½ 色显 示 器 的 功 率 因数½ 、 波 电流 发 射 大 ，
谐
严重 污染 了公 用 电 ½ 。 解 决½ 色显 示 器 谐 波 电流½ 之符 合 有 关
标 准 成 为 各 方 面 关 注 的 问题 。 本 文从 电路 工½ 原 理 出发 详 细 介 绍 了一种 解 决谐 波 电流 发 射 的 方 法一 功 率 因数 校 正 技
术 。 实验 结 果表 明 ， 方 法 行 之 有 效 。
该
关键词 功率 因数校正 （Ｆ ）谐 波电流 奇谐½数 脉½调制 （ＷＭ） 比较 器
ＰＣ
Ｐ
Ａ½ ½½ ½
½½ ½
Ｌ ½ ½½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½½ ½ ½ ½ ½½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½½½½ ½ ½½ ½—
½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½½ ½ ½½½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½½ ½½ ½ ½ ½ ．Ｉ ½
½
½
½
½
½½
½ ½½
½
½
½
½
Ｃ Ｓ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½½½½ ½ ½ ½ ½
Ｕ ½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½½ ½ ½ ½ ．Ｔ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½½ ½ ½ ½ ½
½
½ ½
½
½ ½½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½
½ ½
½
½½ ½ ½ ½½ ½ ½½ ½ ½ ½½ ½½½ ½½ ½½½ ½ ½ — ½ ½½ ½ ½ ½½ ½½ ½½ ½ ½ ½ ½ ． Ｅ ½½ ½½ ½ ½½ ½½ ½½½½½ ½½
½
½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½½ ½ ½ ½ ½
½
½
０ ½½½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½½½ ½
½
½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½
½
½
½½½ ½ ½ ½ ½½½ ½½ ½ ½ ½½ ．
½½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½
Ｋ ½ ½ ½ ½½
½ ½
½ ½½ ½ ½ ½½ ½½ ½½ ½½½½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½½½½½½
½ ½½ ½ ½ ½ ½， ½ ½ ½ ½ ½，½ ½ ½½½ ½½ ½ ½ ½½ ，½ ½½ ½½ ½ ½½ ½ ½ ½， ½
½
½
½
½
½
½½
随着 电子 技 术 的飞 速 发 展 ，现代 电子 设 备 在 各 个 领 域 得
到广泛应用 ，极大方便 了我们 的生活，同时这些设备也在 电
½ 中产 生了大量 的谐波 电流 ，½ 然他 们 的单 台功率不 是很
大，
½数量庞大 ，
所带来 的谐波污染极其严重。谐波 电流½某
些 敏 感 设 备 不 ½ 正 常 稳 定 地 工 ½ ，而 且 还 造 成 供 电 容 量 增
加 ， ½ 浪 费 ； 为 严 重 的 是 在 三 相 四线 制 供 电系 统 中 ， 序
电
更
零
谐波 电流 （½次谐波 电流 ） 中线上的相互叠加 ，
３
在
½本应该在
平 衡 三 相 四线 制 中 电流 为 零 的 中线 电 流增 大 ，超 过 了 它 的设
计值 ，
造成 中线故障 ，
引起事故 。这些问题 已经 引起 ½内外有
关 方 面 的高 度重 视 ，相 应 制 定 了限 制 谐 波 电流 发 射 的标 准 ，
圈 １ 未 加入 Ｐ Ｃ电 路 的 ½ 色显 示叠 电压 电漉 波 ½
Ｆ
如 Ｇ ７ ２ ． ２０ （
Ｂ１ ６ ５ １— ０ ３ 电磁兼容 限值 谐波 电流发射限值 （
设
备 每 相 输 入 电流 ≤ １Ａ） ，ＩＣ ６ ００— ２ ½ 压 电气 及 电
６ 》 Ｅ １０ ３— 《
子设备发 出的谐波 电流限值 （
设备每相输入电流 ≤１Ａ）
６ 》等
有关标 准。½家强制性产 品认证工½现 已全面展开 ，½色显
示器被 列入 强制性认证产 品目½ ，如½½½色显示器谐 波电
流 发 射 符 合 Ｇ ７ ２ ． —２０
Ｂ １６ ５ １ ０ ３标 准 的要 求 ， 是生 产企 业 急
需 解 决 的技 术 难 题 。
一
５
½
０
½
５
２
０
２
５
３
０
３
５
４
０
、
½ 色 显示 器 的谐 波 电流 畸 变
图 ２ 未 加入 Ｐ Ｃ电 路 的 ½ 色 显 示叠 各次 谐 波 电漉
Ｆ
开 关 电源 由于 功耗小 、
效率 高 、
½积小 、 量½ 、
重
输入
电 压 范 围 广 等 优 点 在 ½ 色 显 示 器 中 得 到 广 泛 应 用 。 是 由
½
于 开 关 电 源 采 用 了 非 线 性 的 交 流 变 直 流 的 整 流 滤 波 电路
和储 ½元 件 ，及其负 ½½ 的非线性 导致 了电流波½ 的畸 变 ，
降½½色显示器谐波 电流 的方法有许多 ，较为常见 的方
法 是在 电源输 入端 串入 一个 由½ 频扼流 圈组成 的谐 波抑制
电感 器 ， 样 在 一 定 程 度 上 限 制 了谐 波 电 流 的发 射 ，½ 不是
这
½ 电源的 功率 因数 降½ ， 产生 了大量 的谐 波 电流 ， 出
并
超
Ｇ ７２ ．
Ｂ １ ６ ５ １—２０
０ ３规定 的限值 。 １ 某型号 ½色显 示器
图 为
的 电 压 电 流 波 ½ ， 图 中 可 以看 出 电流 波 ½ 产 生 了严 重 畸
从
很理想 ，只½勉强符合标准要求 ；另一种方法是从电路原理
上增大交流输入 电流的导通角 ，改善电流波½ ，½它畸变较
小 ，控 制 电路 强 迫 输 入 电 流跟 踪 输 入 电压 实 现 正 弦 化 ，并 与
变 ，呈 脉 冲状 ，且为 奇谐 ½数 的 图½ ，即 ½½ ＝ 一 （ ＋
（）
½½
０ ５ 。 谐 ½ 数 的傅 利 叶 展 开 只 含 有 奇 次 谐 波 项 ， 样 ½
． Ｔ） 奇
这
输入 电压同步 ，
提高 电路的功率 因数 ，
减小谐波 电流 ，
这种方
法称为功率因数校正技术 ， Ｐ Ｃ Ｐ½ ½ ½½ ½½½½ ）
即 Ｆ （０ ½ Ｆ ½ ½ ½ ½½ 技
½ Ｃ ½½
色显 示器 的奇次谐 波大 大超过 了标准 限值 ， 图 ２所示 。
如
璺 至 ！ 堇 丛生
垦羔
２０
０ ３年 第 ４期
维普资讯
http://www.cqvip.com
・电磁 干扰 抑制 技术 ・
Ｅ ½½½ ½ ½½½½½
ＭＩ ½½½ ½Ｔ½½½
Ｓ
½½
½
术 。Ｐ Ｃ可以较大 范围改善谐波 电流 的发射 ，在大尺寸½色
Ｆ
显 示器 中 已经 得 到广 泛 应 用 。
二 、 Ｆ 功率 因数 校 正 电路
ＰＣ
甚 至输 入 电压 ½ 至 零 伏 特 也 没 有 出 现 电 流 逆流 的现 象 。
（ ） 压 式 Ｐ Ｃ 的分 类
３升
Ｆ
根据 控 制 电路所 需 检 测 电流 及 电流 控 制 Ｑ方 式 的不
同。
升压 式 Ｐ Ｃ可 分 为 电感 电流 连 续 工 ½ （ Ｃ 方 式 和 电感
Ｆ
Ｃ Ｍ）
电流 非 连 续 工 ½ （ Ｃ 方 式 两 种 。相 应 的 Ｃ Ｍ 方 式 分 为 可
Ｄ Ｍ）
Ｃ
常用 的功率 因数校 正电路主要 有有源 与无源两 种 ， 目
前 ，对 非线 性 系统 （ 色显 示 器 开 关 电源 对 电 ½来 说 是 非线
½
性 系统 ）的功率因数补偿越来越趋于有源法 。有源功率因数
校 正 主 流是 升 压 式 电路 ， ½½½ Ｆ 。½½½ Ｆ
即 ½½Ｐ Ｃ ½½ Ｐ Ｃ技 术 是 在 整
流 电 路 与 滤 波 电 容 之 间 加 入 Ｄ ／ Ｃ变 换 ，通 过 适 ½控 制 ½
ＣＡ
输 入 电 流 的 波½ 自动 跟 随输 入 电压 的波 ½ ，即½ 整 流 器 的输
出 电流 跟 随 它输 出直 流脉 动 电压 波 ½ ，且 保 持储 ½ 电容 电压
变 回差控制技术 、峰值 电流控制技术和平均 电流控制技术三
种 。大尺 寸 ½ 色 显 示 器 的 Ｐ Ｃ 电路 ， 常采 用 由 Ｍ Ｔ Ｒ Ｌ
Ｆ
通
ＯＯＯＡ
公 司生 产 的 ＭＣ ４ ６ ／Ｍ ３ ２ ２系列 Ｉ
３２２ Ｃ ３６
Ｃ构成 的 Ｃ Ｍ 方 式 下
Ｃ
的峰值 电流控制技术 。下面介绍该技术 的工½原理 。
三 、 ½ ½ Ｐ Ｃ 电 路 工 ½原 理
Ｂ ½½ Ｆ
稳定 ，从而实现稳压输 出和功率因数的提高 ，达到减小谐波
电流 的 目的 。图 ３为 ½½½ Ｆ
½½ Ｐ Ｃ基 本 原 理 电 路 。
由 ＭＣ ４ ６
３ ２ ２组 成 的 Ｂ ½½ Ｆ
½½ Ｐ Ｃ典 型 电 路 如 图 ４所 示 。
ＭＣ ４ ６
３ ２ ２为 双列 直 插 式 ８脚 塑 封 集 成 电 路 ，由乘法 器 、误 差
放大器 、
电流 检 测 比较 器 、 电流 检 测 器 、 压 锁 定 、 压 比
零
欠
过
较器 、逻辑 电路和输 出驱动电路等单 元电路组成 ，它具有内
部启动定时器 、单象限乘法、零 电流检测推½输出和欠压过
压锁定 等功½。ＭＣ ４ ６ 八个 引脚 为① 电压反馈输入 ， 补
３２２
②
偿，
③乘法器输入 ，
④电流检测输入 ， 零电流检测输入 ，
⑤
⑥
地，
⑦驱动输出 ， 电源 ½
⑧
。
（ ）各主要功½单 元说 明
１
图３
升 压 式 Ｐ Ｃ基 本 电 路 图
Ｆ
・ 误 差放 大 器 （ 。
Ｋ）
½ 的 采 样 与 内部 基 准 电 压 Ｕ 比 较 ， 出误 差 控 制 电
½
输
（ ） 压 式 Ｐ Ｃ 的基 本 工 ½ 原 理
１升
Ｆ
压用 以控 制逻辑 电路输 出脉 冲的 占空 比， 而稳定输 出电
进
压 Ｕ０
。
图 ３中的控制 电路 ，
电感 Ｌ 开关元件 Ｑ，
，
Ｄ及 Ｃ构成 了
简化 的 ½½½ Ｆ ½ 控制 电路 ½ Ｑ 导通 时 ， 入 Ｕ 几 乎 全 部
½½ Ｐ Ｃ，
输
½
・ 过 压 比较 器 （ ２
Ｋ）
加在 Ｌ上 ，
随着 Ｕ 的增大 ， 线性增加 ，
Ｉ
Ｌ储存 电½ ，
此时由 Ｃ
单独向负½½供 电。½控制电路½ Ｑ
断开时 ，Ｌ上将产生 图中所示方向
的感 应 电 压 Ｕ 此 时 Ｑ 的漏 源极
间 电压 为 Ｕ ＋Ｕ ， 电路 通 过 续 流
。 该
二极 管 Ｄ 向负 ½½ 供 电 ， 时对 Ｃ补
同
充充 电 ， 于 Ｕ 一 定 大 于 Ｕ ， 称
由
½
故
过 压 比较器用 于降½ 在初始 启动时 突然去掉 负½½或 在
为升压式 Ｐ Ｃ电路。
Ｆ
通过控制 电路
控 制 Ｑ 导 通 与 截 止 时 间 来 保 持 输
出 Ｕ 的稳定 ，
½
并在控制过程中 ，
促
½ Ｉ波 ½ 趋 向与 Ｕ 相 同 ，实 现 Ｉ
½
正弦化 ，
提高 了功率 因数 ， 小了
减
谐 波 电流 发 射 。
（ ） 压 式 Ｐ Ｃ电路 的优 点
２升
Ｆ
升 压 式 Ｐ Ｃ 电 路 具 有 输 出 电
Ｆ
压 比输入 电压高的特性 ，
这样对输
出滤波 电容具有较高利用率 ；
升压
式 Ｐ Ｃ 电 路 的输 入 电 流 无 断 续 现
Ｆ
象 ，减 少 了 尖 峰 电 流 ， 且 输 入 电
并
感 ½ 线 电流 的快 速 变 化 减 缓 ， 而
从
降½ 了 Ｅ 问题 ；改变输 入电压 ，
ＭＩ
图 ４ Ｍ ３ ２ ２组 成 的 ½½½ Ｆ
Ｃ ４６
½½ Ｃ电 路
Ｐ
兰兰 ：
垒 兰！
垒
坠
２０
０ ３年 第 ４期
维普资讯
http://www.cqvip.com
Ｅ Ｉ ½½½ ½ ½½½ ½
Ｍ ½½ ½ ½Ｔ½½½ ½
Ｓ
½½
½
・
电磁干扰抑制技术 ・
输 出跳 火 时 输 出 电 压 失 控 的 可 ½性 ， 过压 情 况 下 送 出高 电
在
平锁定 Ｍ ＳＥ
Ｏ Ｆ Ｔ管 。
・ 欠 压 比较 器 （ ５
１）
（
压 与 Ｕ 波½ 和相 ½ 几 乎 相 同 ，通 过 比较 器 迫 ½ Ｑ 开 关 电流
；
－
的包 络 跟 踪输 入 电压 ½，实 现 了 输 入 电 流 的 正 弦 化 ，并 且 相
½
½ 几 乎 一 致 ，这 样 功 率 因 数 得 到很 大 提 高 ，减 小 了 谐 波 电 流
发射 。
用 于 发 生欠 压 时送 出½ 电平 锁 定 ＭＯ Ｆ Ｔ管 。
ＳＥ
・ 乘 法 器
图 ５为 Ｐ Ｃ 电 路 中 电 感 电 流 和 ＭＯ Ｆ Ｔ 栅 极 电 压 波
Ｆ
ＳＥ
½ 。 电感 电流 越 大 ， 断 时 间越 长 ，
Ｑ关
理论 上 Ｑ 的导 通 时 间
－
是个固定值。
将 一 次 整 流 后 的 输 出 电 压 Ｕ 的样 值 与 Ｋ 输 出 的误 差 电
½
－
压合成 为电流检测 比较器 ½ 的基准 信号。基准信号与一次
（
３
整 流 电 压 Ｕ 同相 ½ ， 制 电流 比较 器 门 限 ， 制 Ｍ Ｓ Ｅ
．
控
强
Ｏ Ｆ Ｔ导
通 时 间 去 跟 踪输 入 线 电压 。
・ 零 电流 检测 器 （（
１）
４
零 电 流 检测 器 通 过 监 控 辅 助 绕 组 ， 间接 检 测 电感 电 流 ，
½电感 电 流为 零 的瞬 间 ，设 ½ Ｒ
Ｓ锁存 器来 启 动 Ｍ Ｓ Ｅ
ＯＦＴ
导通 。
・ 电流检测 比较器 （ ３和 Ｒ
１ ） Ｓ锁存
（
从 Ｑ 源 极 获 得 电 压样 值 ，送 电流 检 测 比较 器 与乘 法 器
送来的基准电压比较 ，
根据 比较结果设 ½ Ｒ
Ｓ锁存器 ，
通过驱
动 电路 ＭＯ Ｆ Ｔ关 断 。
ＳＥ
・驱动输 出
驱 动 电 路 为 图腾 柱 输 出 级 ，驱 动 Ｑ－ 关 断 与 导 通 。
的
前 级 采 用 逻 辑 电 路 ， 以 ½ 发 生 欠 压 及 过 压 时 可 以 锁 定 驱
动 电路 。
图 ５ 电感 电 流 和 ＭＯ Ｆ Ｔ栅 极 电压 波 ½
ＳＥ
四 、 验 验 证
试
图６
、７为 ½ 色 显示 器 开 关 电源 中加 入 ½½½ Ｆ
½½ Ｐ Ｃ电路 后
的电流 电压波½ 图和谐波 电流发射 图，从图 中可以看出电源
的输入 电流波½得到很 大改善 ，
畸变较小 ，
基本实现正弦化 ，
且 相 ½ 与 输 入 电 压保 持 较一 致 ，大 大提 高 了 功率 因数 ，可 以
・ 脉 ½ 调 制 （ＷＭ） 路
Ｐ
电
误差 放 大器 、 法器 、 比较器 构成 了脉 ½调制 电路 。
乘
电流
（ ）电 路工 ½分 析
２
电源 有 源 Ｐ Ｃ电 路 接通 电源 后 ， 的 电 流 先 对 Ｃ 充 电 ，
Ｆ
凡
一
达 ０９
． ５以上 ，
减小 了谐波 电流发射 ，
符合 Ｇ ７ ２ ． —２０
Ｂ １６ ５ １ ０ ３
标 准要 求 。
旦 Ｃ 上的 电压达到 １ Ｖ，
４
０ 经⑧脚将 ＭＣ ４ ６
３ ２ ２启动 。
桥式整
电压经 Ｒ 分压后被①脚监控 ，误差放大器 Ｋ 的输出端产生
。
。
１
５
２
０
７
．
５
３
０
３
５
４０
流后 的脉动电压经 Ｒ 分压后被③脚 监控 ，Ｆ
，
Ｐ Ｃ电路输出直流
个直流误差电压送至乘法器 ，
乘法器输出是③脚和①脚两
½ 的另一输入端来 自④脚输入 电压 ，④脚 电压来 自 Ｑ 的电
（
３
。
流在 Ｒ 上 ½ 化 为 电压 ，
并受 Ｑ 的通 断 控 制 。 设 开 始 时 Ｑ 处
。
图６
加 入 Ｐ Ｃ电 路 的 ½色
Ｆ
显 示 器 电 压 电 流 波 ½
加 入 Ｐ Ｃ 电路 的½ 色
Ｆ
一
个 输 入 的 结 果 ， 加 到 电 流 检 测 比 较器 ½ 的输 入 端 ；
它
（
３
比较 器
显 示 器 各 次 谐 波 电流
Ｐ Ｃ电 路在 ½ 色显 示 器 开 关 电源 中的 应 用 ，解 决 了½ 色
Ｆ
显示 器谐 波电流发射过大的问题。Ｐ Ｃ电路 同样可 以应用于
Ｆ
其他含有开关电源 的电子 电气产品 ，用于降½他们 的谐波 电
流，
净化 我 们 的公 用 电 ½。
参 考 文 献
于关断状态且 Ｉ ＝ ，则④脚输入 的电压小于乘法器输 出的
０
基准电压 ，
电流 检 测 比较 器 ½ 输 出½ 电平 ， 到 Ｒ
（
３
加
Ｓ锁 存 器 ，
此 时 零 电 流 检测 器 ½ 输 出端 为 ½ 电平 加 Ｒ
（
４
Ｓ锁 存 器 ， 同 维
共
持Ｒ
Ｓ锁存器输 出高 电平经与非 门及驱动电路½ Ｑ 导通 。 。
。
Ｑ
持 续 导 通 ， 线 性 增 加 ， 储 存 ½ 量 。 Ｉ上 升 到 一定 值 时 ，
Ｉ
Ｌ中
½
１
．开关 电源应用、设计与维修 ．科学技术文献出版社 ．常敏慧
等著
ＭＣ ４ ６
３ ２ ２④脚 输入的电压将大于乘法器输出的基准电压，
电
流 检 测 比较 器 ½ 输 出高 电 平 ，加 到 Ｒ
（
３
Ｓ锁 存 器 ， 时零 电流
此
检 测 器 ½ 输 出端 为 高 电 平 ， Ｒ
（
４
½ Ｓ锁 存器 ½ “ ” 输 出½ 电平
０，
经 与非 门及 驱 动 电路 ½ Ｑ 截 止 ， 性 减 小 ， Ｉ下 降 到零
－
Ｉ线
½
时 重复 以上 过 程 。在 这 过 程 中 ，
电流 检 测 比较 器 控 制 电感
电 流 的 峰值 ，
即控 制 Ｑ 关 断 ， 电 流 检测 器 ½ 控 制 电感 电流
－
零
（
４
为 零 时 导 通 Ｑ ， 压 比较 器 和 欠 压锁 定 起 保 护 ½ 用 。 由于 乘
－过
法 器 输 入 取 样来 自整 流 的输 出 Ｕ， 而½ 乘 法 器 输 出基 准 电
。从
２
．脉 冲与数字 电路 ．高等教育出版社
３ Ｃ Ｓ集成电路原理－½½
． ＭＯ
￣ ½½．北京科技大学出版社 ．
李本俊著
４ 数 字电路 与逻辑设计 ．厦 门大学 出版社 ．赵六骏著
．
５ Ｂ １ ６ ５ １—２０
．Ｇ ７ ２ ．
０ ３电磁兼容 限值 谐波 电流发射 限值 （
设备
的每 相 输 入 电 流 ≤１ Ａ）
６
编 辑 ： 兰
卓
Ｅ —½ ½½½½ ½½
½
： ½ ½½＠ ½½ ½½½ ½
½． ． ½
兰￡！ 堇 丛
曼羔
２０
０ ３年 第 ４期
京公网安备 11010802033920号
Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved
评论