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在高低溫試驗箱中,若采用單相交流,一般經(jīng)過不可控橋式整流,將交流電源整流成直流電源(接大容量電解電容)來驅動壓縮機。然而,不可控整流導致整機功率因數(shù)很低、電流諧波很高,難以滿足電流諧波標準IEC 61000-3-2。因此,必須在整流后,電解電容前增加功率因數(shù)校正(Power factor correction, PFC)電路,提高系統(tǒng)的功率因數(shù)、減小輸入電流諧波。
功率因數(shù)校正電路可分為無源功率因數(shù)校正(Passive PFC)方法和有源功率因數(shù)校正(Active PFC)方法。其中,Boost升壓型功率因數(shù)校正電路,不僅能夠提高高低溫試驗箱的功率因數(shù),而且能起到提升流母線電壓的作用,更加利于高低溫試驗箱的高頻運行,故而成為單相高低溫試驗箱有源功率因數(shù)校正主流解決方案。
Boost升壓型功率因數(shù)校正的控制方法主要兩種:一種是基于直流母線電壓、輸入電壓和輸入電流檢測的電壓電流雙閉環(huán)控制方法,另一種是基于直流母線電壓和輸入電流檢測的單周期控制方法。其中,單周期控制方法不需要檢測輸入電壓,能夠降低系統(tǒng)硬件成本,故而成為設計的首選。但是,在功率因數(shù)校正開啟時刻,由于初始占空比不定,在輸入電壓較高時,較大的占空比必然造成電流超調沖擊,進耐導致過流保護而故障停機,甚至損壞試驗箱的硬件電路。因此,功率因數(shù)校正需要在輸入電壓過零點。
由于采用單周期控制的Boost升壓型功率因數(shù)校正電路時,沒有輸入電壓檢測電路,因此應該提出一種基于輸入電流的頻率與過流檢測方法。首先,根據(jù)輸入電流波形的上升與下降進行電網(wǎng)電壓頻率的檢測;然后,在已知頻率的基礎上,采用輸入電流峰值閉環(huán)跟蹤的方法進行過零檢測,用于開啟PFC;同時,根據(jù)輸入電流波形可以進行電網(wǎng)電壓短時中斷實時偵測。該方法能夠自動適應50Hz與60Hz應用,在國內市場與海外市場通用。