基于Matlab的高频开关电源功率因数测量电路研究

1、基于matlab的高频开关电源功率因数测量电路研究高频的功率因数是十分重要的一个参数，挺直打算着产品是否符合通用的谐波标准，衡量着产品的优劣。为了减小谐波、提高功率因数，高频开关电源普遍采纳了功率因数校正来充实波形。为了在设计阶段就了解高频开关电源的功率因数值，便利举行功率因数校正电路参数的优化，就需要举行功率因数的测量。本文基于matlab软件设计并给出了两种功率因数测量的电路，用这两种电路对rc正弦电路举行了功率因数仿真测量和计算验证；并把这两种仿真测量电路应用于三相大功率恒流充电电源的功率因数仿真测量中，最后通过试验验证了其牢靠性。1 功率因数的定义功率因数用于衡量输入有功功率与输入视在

2、功率中的比例，用公式表示为：功率因数越高，输入有功功率所占的比重越大；当功率因数为l时，输入的功率所有被作为有功功率汲取。在正弦系统中，p所有是基波重量所做的有功，s也所有是基波重量的视在功率。但是在非正弦系统中，p和s都不是基波重量，而是全部、电流的直流重量和各次谐波重量所做的功，功率因数的定义式可以表示如式(1)：其中，uk、ik分离为第k次谐波电压电流的有效值。当输入侧无损耗时(即输入电压波形不失真)，则式(1)可以简化成式(2)：2 功率因数仿真测量的两种办法按照式(1)，可以设计出第一种功率因数测量电路。l所示。其中，u和i相电压和相电流。在图2中，用了三套图1所示测量模型，构成三相

3、系统功率因数仿真模型，并使得p=pa+pb+pc，s=ua·ia+ub·ib+uc·ic代入计算，终于得到功率因数值。按照式(2)，可以设计出其次种功率因数测量电路，3所示。其中，u和i相电压和相电流。其中，f()=1sqrt(*+1)，k=pi180。这种办法是先求取thd值，再通过f()计算出基波系数，然后再提取输入电压电流的角度来计算位移系数，最后再把与目乘，得到pf。在图4中，用了三套图3所示测量模型，构成三相系统功率因数仿真模型，分离求得输出值再举行平均，终于可以得到功率因数值。3 计算验证为了验证这两种测量电路的正确性，将这两种测量电路用于测量rc正弦

4、电路的功率因数。5所示。图5中电源频率为220v50hz，r=51k，c=lf。这时可以算得等效阻抗为：在线性电路中，基波系数为l，所以功率因数pf为0848。将测量电路用于图5电路功率因数的测量，可以分离得到6和图7所示功率因数。其中图6为第一种测量办法测得的功率因数；图7为其次种测量办法测得的功率因数(横坐标为时光t轴)。从图6和图7可以看到：采纳两种测量电路测得的功率因数都分离为0848。测量结果与计算结果全都。4 试验验证以未举行功率因数校正的42kjs数字式高频高压恒流充电电源为试验对象，采纳这两种仿真测量办法得到的功率因数8、9所示。其中图8为第一种测量办法测得的功率因数；图9为其次种测量办法测得的功率因数(横坐标为时光t轴)：采纳ideal 6l一806电能分析仪实测的功率因数值如表1所示。波形10所示：由此可见，在三相大功率电源系统中，仿真测得的功率因数与采纳电能分析仪实际测量的功率因数值与仿真测量稳定后(方框内显示)的数值误差很小，其误差主要由实际电路中存在的线路及其分布参数产生。5 结束语从计算结果和实际测量结果可以看到：除去系统刚开头仿真时的不稳定状态外，这两种功率仿真测量电路的测量结果与实际计算结果和实际测量结果相符合。由