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②开关整流电路

对开关整流电路而言，AD/DC前端通常由桥式整流器和大容量滤波器组成如图1-3所示。在这种电路中，只有当线路的峰值电压大于滤波电容两端的电压时，整流元件中才有电流流过，如图1-4所示。输入电流i呈尖脉冲形式(u为输入电压)，且产生一系列奇次谐波(图1-5)，致使功率因数降低，为0.6～0.7。所以，对开关整流电路而言，不良功率因数主要源于电流波形的畸变。

图1-3AD/DC前端电路图

图1-4输入电压与整流二极管波形图

图1-4输出谐波分量图

（5）谐波电流对电网的危害

脉冲状的输入电流，含有大量谐波，同时在AC/DA整流输入端需加滤波电路，增加了体积和成本。谐波电流对电网的危害主要表现在以下几个方面。

② 由谐波电流引起电路故障，损坏设备。如使线路和配电设备过热，谐波电流还会引起电网LC谐振，或者高次谐波电流流过电网的高压电容，使之过流、过热导致电容器损坏。

④谐波电流对自身及同一系统的其他电子设备产生恶劣的影响，如)引起电子设备的误操作，如空调停止工作等；引起电话网噪声；引起照明设备故障，如荧光灯闪灭；造成变电站的电容，扼流圈的过热、烧损。

(6)开关电源的功率因数

开关电源以其效率高、功率密度高而在电源领域中占主导地位，开关电源多数是通过整流器与电力网相接的，经典的整流器是由二极管或晶闸管组成的一个非线性电路，在电网中会产生大量的电流谐波和无功功率而污染电网，成为电力公害。传统的开关电源存在一个致命的弱点，即功率因数较低，一般仅为0.45～0.75，而且其无功分量基本上为高次谐波，其中三次谐波的幅度约为基波幅度的95%，五次谐波的幅度约为基波幅度的70%，七次谐波的幅度约为基波幅度的45%，九次谐波的幅度约为基波幅度25%。

开关电源已成为电网最主要的谐波源之一，针对高次谐波的危害，从”//)年起国际上开始以立法的形式限制高次谐波，传统的开关电源在此限制之列。我国国家技术监督局在1993年颁布了国家标准GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》。国际电工委员会(InternationalElectrotechnicalCommissionIEC)于1998年对谐波标准IEC5552进行了修正，另外还制定了IEC61000-3-2标准，其A类标准对电网谐波的要求见表1-3。传统整流器因谐波远远超标而面临前所未有的挑战。

表1-3IEC61000-3-2A类标准对电网谐波的要求

抑制开关电源产生谐波的方法主要有两种：一是被动法，即采用无源滤波或有源滤波电路来旁路或滤除谐波；二是主动法，即设计新一代高性能整流器，它具有输入电流为正弦波、谐波含量低、功率因数高等特点，即具有功率因数校正功能。国外改善开关电源功率因数的研发工作的重点，主要是在功率因数校正电路的拓扑结构和功率因数校正控制IC(如UC3842～UC3855A系列,KA7524,TDA4814)的开发等领域展开研发工作。国内一些厂家也做了类似的工作，采用功率因数校正电路的开关电源，其功率因数可达到0.95～0.99近似于1。近年来功率因数校正电路得到了很大的发展，为电力电子学研究的重要方向之一。

常规开关电源的功率因数低的根源是整流电路后的滤波电容使输出电压平滑，但却使输入电流变为尖脉冲，如图1-6所示，而整流电路后面不加滤波电路，仅为电阻性负载时，输入电流即为正弦波，并且与电源电压同相位，功率因数为1。

关键词： 开关电源 功率因数校正 电网谐波 PFC