【導讀】kaiguandianyuanzhonganzhuangyoudagonglvdekaiguanguan，tamenzuoyongzaigaopinzhuangtaishihuichanshengxiebo

，duizhouweideshebeizaochengdianciganrao
，yingxiangdianwangdediannengzhiliang。yinci
，duikaiguandianyuanchanshengdexiebojinxingyizhishifenbiyao。

當前抑製方法可分為有源濾波與無源濾波兩種。其中，前者的濾波效果更好，但其技術較為複雜，在實際應用中有一定的設計難度；後者無源濾波的方法也能夠進行諧波抑製
，還可以起到無功補償的效果
，但其控製效果遠不及有源濾波。

金升陽憑借多年深耕電源行業的經驗，針對開關電源產生的高頻諧波，研發出高可靠的PFC集成電路，通過模擬測試實驗及現場使用反饋

，對電源功率因數性能不斷優化提升

，設計開發出具有超強抑製諧波能力的主動式PFC電路的開關電源產品，如：LMF係列
、LIF係列、LOF係列等，產品功率因數最高可達0.99，能夠有效抑製高頻諧波對周圍設備造成的電磁幹擾，提高電網的電能利用率；

開關電源產生諧波機理分析

在開關電源的開關電路中，開關管隻有兩種工作狀態：on和off。此時，在輸出電壓中會存在與工作頻率相對應的交流信號，這一諧波信號將會持續存在於輸出電壓中
，當電流流經非線性負載：如容性或感性負載時，與所加的電壓不呈線性關係，就形成非正弦電流，從而產生諧波。

在電力係統中對諧波的抑製是通過減少或消除注入係統的諧波電流，把諧波控製在限定值之內
，例如：將開關的控製信號脈衝頻率設置為：100kHz

，可以看出：其輸出基波的奇次分量3次諧波、5次諧波能量均存在。另外，在上升沿和下降沿處，脈衝信號的電壓變化速率很快
，電流變化速率也很快；在zai此ci過guo程cheng中zhong會hui產chan生sheng與yu控kong製zhi脈mai衝chong頻pin率lv不bu同tong的de高gao頻pin分fen量liang。可ke見jian
，為wei了le對dui開kai關guan電dian源yuan的de頻pin率lv成cheng分fen進jin行xing控kong製zhi，進jin行xing開kai關guan電dian源yuan設she計ji時shi應ying該gai根gen據ju設she計ji需xu要yao合he理li選xuan擇ze開kai關guan控kong製zhi脈mai衝chong，另ling外wai
，還hai應ying該gai降jiang低di控kong製zhi脈mai衝chong的de速su率lv。

諧波電流的危害

近jin年nian來lai，由you諧xie波bo引yin起qi的de各ge種zhong故gu障zhang和he事shi故gu不bu斷duan發fa生sheng，諧xie波bo危wei害hai的de嚴yan重zhong性xing引yin起qi了le人ren們men高gao度du的de關guan注zhu。開kai關guan電dian源yuan產chan生sheng的de諧xie波bo對dui公gong用yong電dian網wang和he其qi他ta係xi統tong的de危wei害hai大da致zhi有you以yi下xia幾ji個ge方fang麵mian：

開關電源諧波電流抑製方法

1、使用EMI濾波器

EMI濾波技術能夠對尖脈衝幹擾實施有效抑製，可以有效濾除傳導幹擾以及輻射幹擾。圖4給出了一種EMI濾波器，它是由電容和電感組成的

；將其接在開關電源的輸入端，高頻旁路電容為C1、C5，其作用是將輸入電源線之間的差模幹擾濾除掉；L1、C3、C4與L2、C3
、C4對電路中的共模幹擾進行濾除；實際測試表明
，當合理選擇元器件的參數時，EMI濾波器能夠實現較好的開關電源諧波抑製效果。

2、使用無源功率因數校正電路

上節中介紹的EMI濾lv波bo電dian路lu抑yi製zhi諧xie波bo，盡jin管guan它ta能neng夠gou對dui傳chuan導dao和he輻fu射she幹gan擾rao進jin行xing有you效xiao抑yi製zhi，但dan是shi對dui輸shu入ru電dian流liu波bo形xing畸ji變bian一yi籌chou莫mo展zhan。所suo以yi
，要yao想xiang將jiang電dian流liu中zhong的de諧xie波bo含han量liang大da大da降jiang低di
，需xu要yao對dui橋qiao式shi整zheng流liu電dian容rong濾lv波bo電dian路lu進jin行xing分fen析xi
，找zhao出chu其qi輸shu入ru特te性xing並bing進jin行xing必bi要yao的de改gai善shan。

圖5右側為無源功率因數校正電路中的一種，其元件包括電容和二極管；當電路穩定後，由於整流二極管的導通時間得到了延長，所以輸入電流諧波也會得到有效的改善。

3

、使用有源功率因數校正電路

與yu無wu源yuan功gong率lv因yin數shu校xiao正zheng電dian路lu不bu同tong，有you源yuan功gong率lv因yin數shu校xiao正zheng電dian路lu中zhong使shi用yong的de是shi脈mai寬kuan調tiao製zhi策ce略lve
，其qi控kong製zhi效xiao果guo要yao明ming顯xian優you於yu無wu源yuan功gong率lv因yin數shu校xiao正zheng電dian路lu。其qi輸shu入ru電dian流liu能neng夠gou校xiao正zheng為wei正zheng弦xian波bo，諧xie波bo含han量liang在zai10%以內，功率因數也能夠被校正到接近於1。

圖6給出了一種有源功率因數校正的簡化電路，采用雙環控製；其中
，外環對輸出電壓進行控製，內環對電感電流進行控製
；采取合適的控製策略可以保證電感的峰值電流跟蹤上VDC的變化
，從而實現具有正弦波形式的平均電流。

圖7為另一種有源功率因數校正電路
，采用的是BOOST升壓式PFC集成電路，對其工作原理進行分析：當接通工頻交流電後，通過橋式整流電路，輸入電壓給C1充電，當電容上的電壓升高到一定數值


，將會啟動PFC電路主控IC

，從IC的GATE腳會給出相應的PWM脈衝，隨後該脈衝驅動MOS管Q1
，使其工作在開關狀態
；通過取樣電阻R3和R4，取樣值被送入到IC電壓環比較器中
；同時，當電壓送到IC電流檢測比較器中後
，經過內部的加法器

，可以得到一個誤差信號，該信號對PWM脈衝輸出進行調節

，控製L1上的電流，使得輸入電流波形跟隨輸入電壓，以便達到功率因素接近為1。

開關電源諧波電流認證標準

為了確保電源產品的諧波電流在標準範圍內
，達到相關設計要求，我們引入開關電源諧波電流標準：

測試條件：按照GB17625.1-2003（IEC 61000-3-2：2001, IDT）進行檢驗。

a.受試樣品須進行初始檢測。

b.額定功率75W及以上的開關電源需要進行此項測試（將來可能是50W及以上）。

c.根據不同電源產品可分為A、B
、C、D級ITE（詳見GB17625.1-2003中“5”）進行測試。

d.輸入電壓及頻率
，一般取額定輸入電壓及頻率進行測試(如100V-60HZ；240V-50HZ)。輸出端接與額定最大負載相當的電阻。在開機動作後第一個10S內諧波電流和功率不予以考慮。被測試設備不應在待機模式下超過任何觀測周期的10%（詳見GB17625.1-2003 中“623.2”）。

e.試驗電源的要求：

——試驗電壓的變化範圍應保持在額定電壓的±2.0%之內
，頻率變化範圍應保持在±0.5%之內；三相試驗電源的每一對相電壓基波之間的相位角應為120°±1.5。

——試驗電壓的諧波電流不應超過下列值：

總結

本(ben)文(wen)對(dui)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)產(chan)生(sheng)諧(xie)波(bo)的(de)原(yuan)理(li)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)
，由(you)於(yu)其(qi)產(chan)生(sheng)的(de)諧(xie)波(bo)對(dui)電(dian)網(wang)的(de)負(fu)麵(mian)影(ying)響(xiang)較(jiao)大(da)，需(xu)要(yao)采(cai)取(qu)相(xiang)應(ying)措(cuo)施(shi)進(jin)行(xing)諧(xie)波(bo)抑(yi)製(zhi)
，最(zui)後(hou)探(tan)討(tao)了(le)抑(yi)製(zhi)諧(xie)波(bo)的(de)幾(ji)種(zhong)方(fang)法(fa)。在(zai)進(jin)行(xing)諧(xie)波(bo)抑(yi)製(zhi)過(guo)程(cheng)中(zhong)，金(jin)升(sheng)陽(yang)電(dian)源(yuan)以(yi)專(zhuan)業(ye)的(de)研(yan)發(fa)團(tuan)隊(dui)，多(duo)年(nian)的(de)產(chan)品(pin)及(ji)現(xian)場(chang)應(ying)用(yong)經(jing)驗(yan)，針(zhen)對(dui)性(xing)的(de)給(gei)出(chu)了(le)對(dui)應(ying)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。

同時
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