CN205123259U - 功率因数校正的有源滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种功率因数校正的有源滤波器，包括功能模块和电源模块，所述功能模块包括检测电路、控制电路、驱动电路、逆变电路，所述检测电路与控制电路连接，所述控制电路与驱动电路连接，所述驱动电路与逆变电路连接，所述逆变电路输出补偿电流，所述电源模块与功能模块连接，所述电源模块连有功率因数校正模块，用于调整电源模块线路的功率因数。本实用新型供电稳定，多功能具有过流报警，散热性能好，节能省电的作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电力滤波设备技术领域，更具体地说，它涉及一种应用在电网上的功率因数校正的有源滤波器。
背景技术
目前，世界各国电力工业中，几乎都是采用正弦供电方式。在理想的电力系统中，电源以单一恒定频率（50Hz或60Hz）的正弦变化规律向电网供电。电网可近似为一个线性时不变系统，系统中各点的电流、电压都是以单一恒定的供电频率随时间按正弦规律变化的量，这些电压和电流彼此之间也仅存在幅值和相位的差异，都是具有相同频率的正弦量。在此基础上人们经过多年努力，对电力系统在各种理想工作状态下的特性已经有了深入和全面的了解。一般地说，一个实际电力系统基本上能满足理想电力系统的条件。但随着技术的发展，电力系统中的非线性负载的比重不断增加，理想电力系统的近似程度变差，直接表现是电力系统中的电流和电压波形产生周期性畸变，从频域的观点，在这些电流和电压的波形中，不仅包含与供电电源同频率的正弦量（称为基波分量）而且出现了一系列频率为基波频率整数倍的正弦波分量（高次谐波分量）这一系列正弦分量统称为电力谐波。电力谐波不仅对通讯设备和电力系统本身造成危害，而且降低功率因数。因此，减小电流中的谐波含量，不仅意味降低总谐波畸变率，而且能提高负载功率因数，控制逆变器产生一个和负载谐波电流大小相等，方向相反的谐波电流注入到电网中，达到滤波的目的。
目前，市场上的功率因数校正的有源滤波器，越来越往功能化方向发展，对于功率因数校正的有源滤波器，再设计的过程中由于其功能模块的增加，功率因数校正的有源滤波器自身对电网的损耗也随之增加，增加的原因可以分为两部分，一部份是功率因数校正的有源滤波器自身元器件的热损耗，由于耗能器件较多，实现完善的功能，此损耗不可避免，而另一部分就是电源的无功损耗，提高自身的功率因数就能提高功能模块或元器件的工作效率，对于现有的功率因数校正的有源滤波器其电源损耗过大的问题，有待进一步改进。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种供电稳定，多功能具有过流报警，散热性能好，节能省电的功率因数校正的有源滤波器。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种功率因数校正的有源滤波器，包括功能模块和电源模块，所述功能模块包括依次串联的检测电路、控制电路、驱动电路、逆变电路，所述功能模块用以提供补偿电流，所述电源模块与功能模块连接，用以提供电源，所述电源模块连有功率因数校正模块，所述功率因数校正模块用于调整电源的功率因数。
优选的，所述电源模块还连有高通滤波器电路，所述高通滤波器电路用以滤除高次谐波干扰信号。
优选的，所述功能模块还包括过流报警模块和散热模块。
优选的，所述过流报警模块包括电流互感器、控制电路和指示灯，电流互感器与控制电路连接，所述电流互感器用于检测电源模块电流并输出检测信号，所述控制电路与指示灯连接，所述控制电路接受检测信号并输出控制信号，所述控制信号驱动指示灯报警。
优选的，所述的散热模块包括风扇，所述风扇与电源模块连接用于电源模块降温。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：通过在功率因数校正的有源滤波器上设置电源模块，通过电源模块为功能模块提供电源，第一不会影响到功率因数校正的有源滤波器的最基本功能，通过采样电网的电流，通过逆变电路产生可以抵消谐波的电流；第二，功能模块中会有许多其他辅助设备为提高功率因数校正的有源滤波器的性能而设置的，通过电源模块提供调整功率因数后的电源为其他功能模块负载提供电力，有效降低了电源的损耗，同时使得电源模块提供的电源更加稳定，使得功能模块工作更加稳定，电流的随动性更加优异，功能模块需要较大电流时，电源模块也提供较大电流，功能模块电流需求减小时，电源模块也跟随其减小电流输出，从而不致于电流的过大对电子元器件的损耗和没有必要的浪费，使得整体损耗减小，更加节能，符合可持续发展。
附图说明
图1为本实用新型功率因数校正的有源滤波器实施例的电路结构图；
图2为本实用新型功率因数校正的有源滤波器实施例功率因数校正模块电路图；
图3为电源模块输出的电流跟随波形图；
图4为过流报警模块的电路结构图。
图中1、功能模块；2、检测电路；3、控制电路；4、驱动电路；5、逆变电路；6、过流报警模块；7、散热模块；8、电源模块；9、功率因数校正模块；10、高通滤波器电路；11、电流互感器。
具体实施方式
参照图1至图4对本实用新型功率因数校正的有源滤波器实施例做进一步说明。
如图1所示，有源电力滤波器作为受控电流源产生与负载谐波电流大小相等方向相反的补偿电流注入电网以抵消其谐波电流使电源电流成为正弦波或者说有源电流滤波器提供负载所需要的谐波电流电源只需要供给负载基波电流。现有技术中也有大量的功率因数校正的有源滤波器，其功能不尽相同，原理一致在此不再赘述。一种功率因数校正的有源滤波器，包括功能模块1和电源模块8，所述功能模块1包括检测电路2、控制电路3、驱动电路4、逆变电路5，所述检测电路2与控制电路3连接，所述控制电路3与驱动电路4连接，所述驱动电路4与逆变电路5连接，所述逆变电路5输出补偿电流，此控制回路实现了功率因数校正的有源滤波器的基本功能，但是其中逆变电路5功耗较大，电源部分有过多的功率损耗，不利于设备的寿命和性能。因此，通过对现有技术的改进，将所述电源模块8与功能模块1连接，所述电源模块8连有功率因数校正模块9，用于调整电源模块8线路的功率因数。如图2所示的电源模块8中的功率因数校正模块9，通过此电路可以将交流电经过整流后供给负载使用，首先是通过整流桥整流，将交流电变换成直流电，由二极管和电容组成的线路会存在电流谐波，通过采用MC33260芯片作为有源公功率因数控制芯片，此芯片只需使用较少的外部元件便可以实现控制要求，可以极大的减小功率开关元件损坏和系统成本。通过控制芯片MC33260输出PWM波形控制开关管Vg的栅极导通和关断时间，其控制波形如图3所示，输出电流跟随负载电流的变化而变化，从而降低调整功率因数，提高电路的稳定性。
同时为了提高的功率因数校正的有源滤波器功能和工作稳定性，所述电源模块8还连有高通滤波器电路10，高通滤波器电路10为图1所示，通过电阻与电感并联在于电容串联组成的无源高通滤波器，可以滤除电路上的高次谐波信号，从而增加电路的可靠性。所述功能模块1还包括过流报警模块6、散热模块7。所述过流报警模块6包括电流互感器11、指示灯，指示灯为LED1和LED2，通过电流互感器11采样线路中的电流值，从而通过比较器LM393进行逻辑比较，从而控制三极管T1、T2的导通和关断，从而使LED1、LED2点亮或熄灭。从图4中可以看出，LM393芯片是双运放芯片，通过稳压管和电阻分压产生两个基准电压分别给第一运放A1的反相端和第二运放A2的同相端，然后通过比较从而使得电流过大时LED1发光，电流过小时LED2发光。可以起到指示的作用。通过以上方案，实现了电流互感器11用于检测电源模块8电流并通过指示灯报警。
为了让功率因数校正的有源滤波器工作在通风的环境，并且元器件的温度不能过高，需要较好的散热环境，所述的散热模块7包括风扇，所述风扇与电源模块8连接用于电源模块8降温，电风扇通电后直接为功率因数校正的有源滤波器吹风，可以起到降温的效果。
通过在功率因数校正的有源滤波器上设置电源模块8，通过电源模块8为功能模块1提供电源，第一不会影响到功率因数校正的有源滤波器的最基本功能，通过采样电网的电流，通过逆变电路5产生可以抵消谐波的电流；第二，功能模块1中会有许多其他辅助设备为提高功率因数校正的有源滤波器的性能而设置的，通过电源模块8提供调整功率因数后的电源为其他功能模块1负载提供电力，有效降低了电源的损耗，同时使得电源模块8提供的电源更加稳定，使得功能模块1工作更加稳定，电流的随动性更加优异，功能模块1需要较大电流时，电源模块8也提供较大电流，功能模块1电流需求减小时，电源模块8也跟随其减小电流输出，从而不致于电流的过大对电子元器件的损耗和没有必要的浪费，使得整体损耗减小，更加节能，符合可持续发展。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种功率因数校正的有源滤波器，包括功能模块和电源模块，所述功能模块包括依次串联的检测电路、控制电路、驱动电路、逆变电路，所述功能模块用以提供补偿电流，其特征在于：所述电源模块与功能模块连接，用以提供电源，所述电源模块连有功率因数校正模块，所述功率因数校正模块用于调整电源的功率因数。
2.根据权利要求1所述的功率因数校正的有源滤波器，其特征在于：所述电源模块还连有高通滤波器电路，所述高通滤波器电路用以滤除高次谐波干扰信号。
3.根据权利要求1所述的功率因数校正的有源滤波器，其特征在于：所述功能模块还包括过流报警模块和散热模块。
4.根据权利要求3所述的功率因数校正的有源滤波器，其特征在于：所述过流报警模块包括电流互感器、控制电路和指示灯，电流互感器与控制电路连接，所述电流互感器用于检测电源模块电流并输出检测信号，所述控制电路与指示灯连接，所述控制电路接受检测信号并输出控制信号，所述控制信号驱动指示灯报警。
5.根据权利要求3所述的功率因数校正的有源滤波器，其特征在于：所述的散热模块包括风扇，所述风扇与电源模块连接用于电源模块降温。
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