國際電工委員會 (IEC) 61000-3-2: 2014 是一項新的電磁兼容性 (EMC) 標準,它取代了 IEC 61000-3-2: 2006 并將于 2017 年 6 月 30 日開始實施。該部分標準涉及 以限制注入公共供電系統的諧波電流。 它規定了在規定條件下測試的設備產生的輸入電流諧波分量的限值,適用于連接到公共低壓配電系統的每相輸入電流高達 16A 的電氣和電子設備。
在 IEC 61000 中,在諧波電流限制的背景下,設備分為四類:
A類:
1、平衡三相設備。
2、家用電器,不包括確定為 D 類的設備。
3、工具,不包括便攜式工具。
4、白熾燈的調光器。
5、音頻設備。
B類:
1、便攜式工具。
2、不是專業設備的弧焊設備。
C類:
1、照明設備。
D類:
1、個人電腦和個人電腦顯示器。
2、電視接收機。
3、帶有一個或多個變速驅動器以控制一個或多個壓縮機電機的冰箱和冰柜。
未指定的設備被視為 A 類。在所有四類中,D 類是最嚴格的,因為其最大允許諧波電流限制與其功率相關。 換句話說,如果設備工作在低功率級別,則最大允許諧波電流限制會更低。 諧波頻率下的輸入電流不應超過表1中的值。
為了滿足 IEC-61000-3-2:2014 的要求,您必須添加功率因數校正 (PFC) 電路以減少輸入電流諧波。 典型的 PFC 電路要么是無源的,要么是有源的; 它們專為具有不同功率水平的不同應用而設計。
什么是無源 PFC?
開關電源中功率因數差的根本原因是直流鏈路中整流二極管之后的大電容。 無源PFC一般采用電感補償來減小基波輸入電流與交流輸入電壓的相位差,以提高功率因數。 但是無源 PFC 的功率因數不是很高——只有 0.7-0.8。 而且由于電感器在線路開關頻率上工作,因此您無法避免可聽噪聲。 圖 1 顯示了一個典型的無源 PFC 電路。
圖1
有源和無源PFC區別
過渡模式 PFC 與連續傳導模式 PFC
當功率超過250W時,無源PFC的電感會更大。 此時,通常會選擇有源 PFC。 圖 2 顯示了一個典型的有源升壓 PFC 電路。
圖2
在這種拓撲結構中,如果電感 L1 的電流如圖 3a 所示,這意味著在每個開關頻率周期內,電感電流都經過零點,稱為過渡模式 (TM) PFC。 如果電感 L1 的電流如圖 3b 所示,在一個工頻周期內,電感電流不會過零點并連續工作,稱為連續導通模式 (CCM) PFC。
圖3
從圖 3 中,可以得出結論,在相同的功率輸出下,CCM PFC 具有更小的輸入電流紋波。 這意味著可以獲得更好的 THD 性能。 另一方面,在相同功率下,CCM PFC 在 PFC 扼流電感上具有較小的均方根 (RMS) 電流。 這意味著可以獲得高效率,因為較低的 RMS 電流可以降低 S1 的開關損耗。 但由于 TM PFC 的電感電流在每個開關頻率周期都經過零點,因此升壓二極管 D1 上沒有恢復損耗。