国际电工委员会 (IEC) 61000-3-2: 2014 是一项新的电磁兼容性 (EMC) 标准,它取代了 IEC 61000-3-2: 2006 并将于 2017 年 6 月 30 日开始实施。该部分标准涉及 以限制注入公共供电系统的谐波电流。 它规定了在规定条件下测试的设备产生的输入电流谐波分量的限值,适用于连接到公共低压配电系统的每相输入电流高达 16A 的电气和电子设备。
在 IEC 61000 中,在谐波电流限制的背景下,设备分为四类:
A类:
1、平衡三相设备。
2、家用电器,不包括确定为 D 类的设备。
3、工具,不包括便携式工具。
4、白炽灯的调光器。
5、音频设备。
B类:
1、便携式工具。
2、不是专业设备的弧焊设备。
C类:
1、照明设备。
D类:
1、个人电脑和个人电脑显示器。
2、电视接收机。
3、带有一个或多个变速驱动器以控制一个或多个压缩机电机的冰箱和冰柜。
未指定的设备被视为 A 类。在所有四类中,D 类是最严格的,因为其最大允许谐波电流限制与其功率相关。 换句话说,如果设备工作在低功率级别,则最大允许谐波电流限制会更低。 谐波频率下的输入电流不应超过表1中的值。
为了满足 IEC-61000-3-2:2014 的要求,您必须添加功率因数校正 (PFC) 电路以减少输入电流谐波。 典型的 PFC 电路要么是无源的,要么是有源的; 它们专为具有不同功率水平的不同应用而设计。
什么是无源 PFC?
开关电源中功率因数差的根本原因是直流链路中整流二极管之后的大电容。 无源PFC一般采用电感补偿来减小基波输入电流与交流输入电压的相位差,以提高功率因数。 但是无源 PFC 的功率因数不是很高——只有 0.7-0.8。 而且由于电感器在线路开关频率上工作,因此您无法避免可听噪声。 图 1 显示了一个典型的无源 PFC 电路。
图1
有源和无源PFC区别
过渡模式 PFC 与连续传导模式 PFC
当功率超过250W时,无源PFC的电感会更大。 此时,通常会选择有源 PFC。 图 2 显示了一个典型的有源升压 PFC 电路。
图2
在这种拓扑结构中,如果电感 L1 的电流如图 3a 所示,这意味着在每个开关频率周期内,电感电流都经过零点,称为过渡模式 (TM) PFC。 如果电感 L1 的电流如图 3b 所示,在一个工频周期内,电感电流不会过零点并连续工作,称为连续导通模式 (CCM) PFC。
图3
从图 3 中,可以得出结论,在相同的功率输出下,CCM PFC 具有更小的输入电流纹波。 这意味着可以获得更好的 THD 性能。 另一方面,在相同功率下,CCM PFC 在 PFC 扼流电感上具有较小的均方根 (RMS) 电流。 这意味着可以获得高效率,因为较低的 RMS 电流可以降低 S1 的开关损耗。 但由于 TM PFC 的电感电流在每个开关频率周期都经过零点,因此升压二极管 D1 上没有恢复损耗。