变频空调有源功率因数校正电路的设计开题报告

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1、文献综述变频空调有源功率因数校正电路的设计1选题的背景、意义近几十年来，由于大功率电力电子装置的广泛应用，使公用电网受到谐行改善。近年来，功率因数校正技术作为抑制谐波电流波电流和谐波电压的污染日益严重，功率因数低，电能利用率低。为了抑制电网的谐波，提高功率因数，人们通常采用无功补偿、有源、无源滤波器等对电网环境进，提高功率因数的行之有效的方法，备受人们的关注。在直流变频空调中，其AC/DC变换大都采用二极管整流和大容量电容器组成的整流滤波单元与供电电网直接相连。其功率因数一般为0.7左右，同时输入电流谐

2、波大，特别是奇次谐波尤为突出。变频空调在诞生20年后，逐渐成为世界空调节能发展新方向。变频空调技术是以转速可变的压缩机替代了转速不可变的压缩机。采取改变压缩机频率实现能力变化去满足制冷（热）的负载变化。与传统定速空调相比，变频空调器制热速度快；四是低温供暖能力；五是降低环境噪声；六是使用寿命长的主要优势有六大方面：一是节能省电；二是精确控温、舒适性好；三是制冷。所以变频空调会成为主流，而随着空调的大量使用谐波电流和谐波电压的污染日益严重，为了减少污染，提高功率因数是最为行之有效的手段，2相关研究的最新成

3、果及动态20世纪80年代的单转子压缩机时代[1-3]此类变频空调器采用交流变频，制冷剂流量调节方式采用毛细管，压缩机采用单转子交流变频压缩机。这种空调器基本能体现变频空调器各种优点，而且可靠性好。缺点是节能效果低，噪音和震动也比较大这是变频技术应用于空调器后的早期产品，压缩机工作频率在30HZ-60HZ，制冷（制热）可控范围不大，电控于普通分体机功能相当，但性能却优于普通分体机，因而容易被市场接受而商品化。当时日本内有30%的变频产品属于此种类型。由于那时是变频空调的初级阶段，存在耗能仍较高等缺陷。20

4、世纪90年代的双转子压缩机时代变频空调同样也是采用交流变频，不同的是压缩机采用双转子交流变频压缩机，制冷剂流量调节方式采用电子膨胀阀。此类空调器变频范围更宽，噪声和震动有所降低。节能效果明显。工作频率早20HZ-130HZ的双转子压缩机给变频带来了技术上的革命，制冷（制热）性能较单转子优越，而且压缩机和控制器成本较高，故整机成本较同类定速机高50%左右，故市场机会较少。直流变速时代直流变频空调使用何种压缩机（交流变频压缩机还是直流变频压缩机）以及因压缩机的不同而来控制器的变化，陈明，吴长菊等多位科学家提

5、出变频空调可以分为直流变频空调与交流变频空调，最初的变频空调为交流变频，当交流变频技术被厂商普通掌握后，更为高端的直流变频开始走向市场。直流变频空调的区别在于使用何种压缩机以及因压缩机的不同而带来控制器的变化。直流变频空调具有比交流变频压缩机效率高与噪音低特点，直流变频压缩机效率比交流变频压缩机高10%-30%，噪音低5分贝-10分贝。但是，直流变频空调的成本要高于交流变频空调。基于IR1150的功率因数校正电路的研究[4-5]：电子设备的整流部分通常采用二极管桥式整流和电解电容进行输入滤波。这种整流电

6、路功率因数低，而且其无功分量基本上为高次谐波。谐波的存在，对公共电力系统产生污染，易造成电路故障。目前各国都实施了一些输入电流谐波限制标准，要求开关电源必须加装PFC级来满足功率因数以及谐波含量的要求。本次研究基于单周期控制芯片IR1150，设计了一种功率因数变换器，实现了电源装置网侧电流正弦化，功率因数接近1，极大地减少了电流谐波，消除了对公共电力系统的污染，为电源PFC级提供了简便、灵活、高密度的解决方案。根据测试，经IR1150校正以后，电压和电流波形同相位，输入电流为正弦波，不再是脉冲状;输入电

7、流的总谐波畸变率降到了10%以下;功率因数提升到了0.99以上;同时输出电压在较宽的输入电压范围内(150～260V)均能保持恒定。三相三开关部分有源功率因数校正电路的研究[6-8]：三相交流电源供电的较大功率变频空调日益得到广泛应用,带来了三相整流器的功率校F问题。在简要分析三相单开关部分有源PFC的基础上,根据三相三线制、三相四线制供电方式的不同,提出了两种结合有源PFC技术和无源PFC技术的Buck型混合三相有源部分PFC方案,在对其工作原理进行简要分析和仿真分析的基础上,进行了实验研究,所得结果

8、验证了所提出的三相部分PFC具有电压与电流应力小、效率高、功率因数高、直流平均电压较高的特点,各种负载下交流输入侧的各次谐波电流均满足IEC61000-3-2标准,中等负载以上时输入功率因数高达0.98。3课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、研究难点及预期达到的目标目前市场上销售的交流、直流变频空调中，其功率前级一般都采用二极管全桥整流方式，造成电网谐波污染，功率因数下降，而且产生很强的EMI，对电网和其他用电设备的安全运行造成潜