Механизм регулирования входного тока устройства коррекции коэффициента мощности при непрерывном управлении током

Силовые электронные устройства часто демонстрируют импульсные формы тока на входе переменного тока. Выпрямительные схемы и конденсаторные фильтрующие структуры могут генерировать мгновенные большие токи вблизи пикового напряжения сети. Устройство регулирования коэффициента мощности, непрерывно потребляя ток, уменьшает пиковый входной ток, приближая форму тока к синусоидальной, одновременно уменьшая гармонические составляющие. Этот метод регулирования широко используется при проектировании импульсных источников питания и систем преобразования энергии с основной целью улучшения качества входного тока.

Режим непрерывного потребления тока. Механизм регулирования тока.
Устройство улучшения коэффициента мощности. Режим непрерывного потребления тока (CCM) обычно используется в стратегиях управления для непрерывного потребления тока с целью уменьшения пикового входного тока. В этом режиме работы ток индуктора непрерывно изменяется на протяжении всего цикла переключения, и форма тока не падает до нуля. Процесс накопления и высвобождения энергии индуктора остается стабильным в каждом цикле переключения, что приводит к плавному изменению тока, потребляемого от сети на входе.

Структура непрерывного потребления тока изменяет традиционный метод концентрированного потребления мощности вблизи пикового напряжения выпрямительной схемы. Ток распределяется на более длительный временной интервал, что уменьшает амплитуду мгновенного пика. Форма входного тока изменяется синхронно с напряжением сети, что снижает степень искажения тока.

Путь реализации снижения пикового входного тока:
Банк конденсаторов для улучшения коэффициента мощности снижает пиковый входной ток за счет непрерывного измерения тока, ключевым моментом которого является управление траекторией тока индуктора и изменением коэффициента заполнения. Микросхема управления в реальном времени регулирует управляющий сигнал транзистора в соответствии с входным напряжением, обеспечивая следование кривой огибающей тока изменениям формы напряжения.

В топологии PFC повышающего типа выпрямленное переменное напряжение регулируется индуктором и транзистором. Под действием высокочастотного переключения ток индуктора формирует приблизительно синусоидальную траекторию входного тока. Этот процесс изменяет структуру пикового тока заряда конденсатора после исходного выпрямительного моста, обеспечивая равномерное распределение тока на протяжении всего полупериода.

Концепция устройства коррекции мощности, которое снижает пиковый входной ток за счет непрерывного измерения тока, по сути, представляет собой метод формирования входного тока. Коррекция формы тока, преобразование энергии индуктора и скоординированная работа контура управления вместе составляют основной механизм регулирования входного тока.