使用數(shù)字熒光示波器調(diào)試功率因數(shù)校正電路
一、快捷簡易地分析帶有有源功率因數(shù)校正電路的開關(guān)電源中的波形
為了獲得高功率因數(shù),大多數(shù)開關(guān)電源設(shè)計都采用了有源功率因數(shù)校正電路。雖然這一設(shè)計可極大提高效率,但也給數(shù)字示波器的波形分析帶來了許多麻煩。而現(xiàn)在,則可通過裝有TDSPWR2功率測量和分析軟件的TDS5000系列、TDS7054或TDS7104數(shù)字熒光示波器(DPO）大大加快設(shè)計和調(diào)試工作。
功率因數(shù)(PF)在技術(shù)方面是指實損耗的功率與視在功率之比,以0～1之間的小數(shù)表示。人們很早就知道,PF是正弦電壓和電流波形之間的相位差。當AC負載有電容或電感時,電流波形與電壓不同相,而產(chǎn)生不被負載損耗的附加AC電流。這種附加電流可在電力電纜中產(chǎn)生12R的損耗。
當把開關(guān)電源視為AC負載時,它是非線性的,既非純電感,也非純電容。開關(guān)電源以與線路電壓相同的脈沖輸送電流。VRMS和IRMS的乘積些時大大高于實際損耗的功率,因此PF小于1。圖1所示為典型的線路電壓和線路電流波形。
每一位設(shè)計師都希望功率因數(shù)為1,從而最大限度的提高效率。為達此目的,設(shè)計師需要采用無源功率因數(shù)校正,或有源功率因數(shù)校正。大多數(shù)設(shè)計采用的是有源功率因數(shù)校正電路。
二、以DPO偵錯功率因數(shù)校正電路
在設(shè)計帶有有源功率因數(shù)校正電路的開關(guān)時電源時,用數(shù)字示波器分析波形的作業(yè)始終非常麻煩。在這些電路中,典型作法是在輸入整流電橋的后面的一級升壓變換電路。需要注意的是,此時開關(guān)電路的工作頻率遠高于線頻率。這就需要有一個可變升壓比,以在輸入電壓變化時保持輸出電壓的恒定。因此,開關(guān)電路的占空比須隨輸入電壓的變化而變化。當輸入電壓低時,占空比高。反之,當線路電壓高時,占空比低。為了分析這一行為,設(shè)計師需根椐電源線路每半個周期內(nèi)的脈沖變化,詳細檢視升壓變換器的每一個脈沖。如果設(shè)計師想了解負載和/或線路電壓變化時的MOSFET和二極管上的電壓承受力,這種分析則更為重要。
有源功率因數(shù)校正可穩(wěn)定整流器前端的電流。開關(guān)變換器則可調(diào)節(jié)開關(guān)管開關(guān)的脈沖寬度或工作周期,使之符合線路電流和線路電壓的波形�？刂菩畔⑶度朐陔娋w時序的變量之中。
