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什么是变压器电压调整率额定输出电压:变压器原副边绕组存在着铜阻，当变压器处于室温状态不工作时，绕组没有温升，铜阻也较小。让变压器处于设计时的工作环境下，给其加电让其工作，由于铜阻的存在，绕组将消耗一定的功率而发热，绕组的温度将升高。温度的升高使得铜阻增大，绕组的温度将进一步升高。如果变压器的设计是合理的，用户使用的环境是符合要求的，则经过一段时间(通常要2小时)，变压器达到一定的热态后，铜阻不再增加，绕组的温度将不再升高，此时变压器的输出电压为U，这一电压即为额定电压。额定输出电压定义为：变压器在设计的环境温度和负载条件下并处于稳态时的输出电压。室温下给变压器带上相同的负载时，输出电压比额定电压要高，所以室温下测量的输出电压不是额定电压。电压调整率：电压调整率定义为：当输入电压不变，负载电流从零变化到额定值时，输出电压的相对变化，通常用百分数表示。dU=(Uo-U)/UoUo: 空载时输出电压U: 变压器热平衡后的满载电压，即设计电压。显然，电压调整率只是对所设计的额定负载而言的，不随负载的改变而改变，换句话说，设计时只考虑额定负载状态那个点。当负载轻时(小于额定负载)，输出电压高于设计值，负载重时，输出电压低于设计值。电压调整率的确定：不同的负载对dU有不同的要求。对稳压要求不高或者负载较轻的使用场合，如普通的电子电路，dU可取大些，以降低成本，但最大不要超过30%。对有稳压要求的场合，dU应小些，因为dU越大，加载瞬间输出电流与稳态时输出电流差值越大，这对没有稳压控制而又要求电流恒定的器件来说非常不利，如示波器、显像管灯丝。为保证它们的寿命，为其供电的变压器的dU值应小于10%。如果你还不能确定，对于小功率变压器，可根据功率从下表中选择。功 率 调 整 率 15W 30% 15 35W 30% 20% 35W 100W 20% 10% 当功率较大或输出电流较大时，调整率还要小，否则线包的温度将超过设计温度，时间一长，就会使变压器烧毁。电压调整率较大时，可以用较小的铁心达到较大的功率，降低成本，代价是电性能变差。空载时电压的升高：负载较轻或空载时，副边电压将升高，下表给出了典型值的升高百分比。dU 0.7I 0.5I 0.3I 空载 30% +10 +17 +26 +43 20% +6.1 +11.1 +16 +25 10% +8 +5.1 +6.6 +11 5% +1.1 +2.5 +3.2 +5.3 由上可见，电压调整率是变压器的一个重要指标，在变压器设计中起着重要的制约作用且不可省略。当你没有提供时，变压器生产企业用的是默认值。什么是负载调整率? (LOAD REGULATION) 电源负载的变化会引起电源输出的变化,负载增加,输出降低,相反负载减少,输出升高。好的电源负载变化引起的输出变化减到最低,通常指标为3%5%。负载调整率是衡量电源好坏的指标.好的电源输出接负载时电压降小.什么是开关电源的源调整率和线调整率？输入电压调整率又叫线路调整率、源效应 输入电压调整率 1. 测试说明： 输入电压调整率又叫线路调整率、源效应等，在输出满载的情况下，输入电压变化会引起输出电压波动，测试输入电压在全输入范围内变化时输出电压偏离输出整定电压的百分比，一般要求电压调整率不超过0.1%。 2. 测试仪器： AC SOURCE，万用表，可调负载装置。 3. 测试线路图： 同图 1。 4. 测试方法： 1）设置可调负载装置，使电源满载输出； 2）调节AC SOURCE，使输入电压为下限值，记录对应的输出电压U1； 3）增大输入电压到额定值，记录对应的输出电压U0； 4）调节输入电压为上限值，记录对应的输出电压U2； 5按下式计算： 电压调整率=(U- U0)/U0100 式中：U为U1 和U2中相对U0变化较大的值； 5. 判定标准： 要求电压调整率不超过0.1%，对于特殊要求的电源，以产品规格书为依据。 BBBBBBB 负载调整率 1. 测试说明： 输入电压为额定值时，因变换负载引起的输出电压波动不应超过规定的范围。 2. 测试仪器： AC SOURCE，万用表，可调负载装置。 3. 测试线路图： 同图 1。 4. 测试方法： 1）输入电压为额定值，输出电流取最小值，记录最小负载量的输出电压U1； 2）调节负载为50%满载，记录对应的输出电压U0； 3）调节负载为满载，记录对应的输出电压U2； 4）负载调整率按以下公式计算： 负载调整率=(U- U0)/U0100 式中：U为U1 和U2中相对U0变化较大的值； 5. 判定标准： 应符合其标称技术指标。 降低功率因数校正电路的成本的设计考虑大多数使用功率因数校正电路(PFC)的应用都要受到一些标准的约束，例如从2001年1月1日起强制执行的IEC1000-3-2电流谐波限制标准。这个标准对电源吸收的谐波电流规定了一定限制，这就要求在设计中采用有源PFC电路。有些低功率、成本敏感的应用仍在设法使用无源PFC电路。这些由电感和电容组成的无源PFC电路非常简单，但对低功率应用是有效的。然而，它需要大电容，输入电压范围窄，只能提供短的保持时间，而且在输出上还有低频纹波。因此，对于超过200W的应用，必须采用有源PFC。 实现有源PFC的一个最容易和成本效益最好方法是在电源输入端采用一个升压电路。实现有源PFC的两种最流行的升压技术是转换模式(TM)PFC和连续电流模式(CCM)PFC。 TM和CCM指明了电流流过升压电路的方式。在CCM拓扑中，周期电感电流不经过零点。与CCM相反的是非连续电流模式。非连续电流模式的周期电流在周期结束时经过零点，从零电流到下个周期开始有一个间歇时间。TM拓扑是非连续电流模式拓扑，电流的下一个周期正好在电流过零点的时候开始，因此在每个周期中没有间歇时间。 TM PFC比CCM PFC简单并便宜，它广泛用于灯光镇流器、适配器、低功率开关电源(SMPS)等。这个简单的控制技术使得采用低成本的8引脚PFC控制器，或者MCU成为可能。可通过将误差放大器的输出与瞬时线电压相乘，并产生一个可变频率开关波形，来实现控制环路功能。另一种方法是给升压MOSFET设定一个固定的导通时间。在这两种方法中，都可检测到电感的零电流以开始下个一周期。因此，峰值电感电流与瞬时输入线电压成正比，从而使平均输入电流与输入电压相似，以获得很高的功率因数(图1a)。 CCM PFC采用固定频率控制方式。导通和关闭时间之和是恒定的。在给定的输出功率和频率组合条件下，CCM PFC的电感尺寸比TM PFC的电感尺寸更大。在CCM拓扑中，开关电流的斜率更小些，峰值电感电流也更小，这样减少了EMI辐射更小和流过升压电感和MOSFET的均方根电流(图1b)。因此，CCM拓扑是高功率应用(一般超过300W)的首选技术。图1：在转换模式PFC电路的电感中，周期电流经过零点(a)；在持续电流模式PFC电路中，电感电流不过零点，这能减少EMI并降低电感上的均方根电流(b)。转换模式PFC控制器 在TM PFC实现中，影响系统成本的最大变数是控制器，尽管它的成本可能比MOSFET甚至二极管都要低。下面考虑一些最常用的TM PFC控制器的特性。 1最大的电源电压 当大多数控制器的启动和额定电压相同时，某些控制器允许最大的电压是30V。对标准的PFC应用来说，这可不是好事。但对那些PFC与DC/DC转换级一起实现的应用(如在单级转换器中)而言，这可能非常重要。例如，在充电器的恒定电流输出电源中，输出电压可能超出额定容限的10%，这使得IC的电源电压随之而变。因此，较大的VCC电压范围是有好处的。 2误差放大器 某些控制器包含跨导放大器，而不是常见的简单电压放大器。跨导放大器使得电压反馈引脚与补偿引脚隔离，从而使设计更灵活些。当需要反馈时，这也简化了光偶合器的使用。另一方面，它也更易于消除噪声，特别是那些由高di/dt的泄露电流产生的噪声。 3过电压保护(OVP)/反馈环路开路保护 大多数TM PFC控制器提供OVP。然而，部分控制器具有能保护反馈环开路的差分元件。为实现这种保护，电压反馈引脚不能是OVP引脚。 4启动电流和静态电流 随着许多新标准要求较高的低负载效率，必须对这个参数进行全面比较。 5输出驱动器 因为TM拓扑倾向于低功率应用，所以栅极驱动电流在0.5至1A范围内通常是可以的。然而，需要重点注意的是开关速度，开关速度对开关损耗有很大影响。幸运的是，由于TM拓扑是零电流导通，导通损耗与驱动器无关。 6内部基准电压 TM拓扑通常提供误差为1%或2%的内部基准电压。若在整个温度范围内VREF具有更高的精度，便能精确地设置输出电压，并优化电感和大电容的成本。 7电流感应消隐 通过仔细设计PFC，内置的电流感应消隐电路可消除对外部阻容件的需求。 图2：在典型的80W转换模式PFC电路中，90%的系统成本来自于输入电容(C1)、升压电感(T)和升压二极管、MOSFET、大电解电容(C5)和控制器IC。采用UC3854的有源功率因数校正电路工作原理与应用北京信息职业技术学院 100031 路秋生 简介： 本文主要介绍了有源功率因数校正（APFC）的工作原理、电路分类。并对在国内得到广泛应用的UC3854集成电路的典型应用电路、工作原理做了介绍、分析。 关键词： 功率因数（PF） 有源功率因数校正 乘法器 除法器 一 功率因数校正原理 1功率因数（PF）的定义 功率因数（PF）是指交流输入有功功率（P）与输入视在功率（S）的比值。即 所以功率因数可以定义为输入电流失真系数（）与相移因数（）的乘积。 可见功率因数（PF）由电流失真系数（）和基波电压、基波电流相移因数（）决定。低，则表示用电电器设备的无功功率大，设备利用率低，导线、变压器绕组损耗大。同时，值低，则表示输入电流谐波分量大，将造成输入电流波形畸变，对电网造成污染，严重时，对三相四线制供电，还会造成中线电位偏移，致使用电电器设备损坏。 由于常规整流装置常使用非线性器件（如可控硅、二极管），整流器件的导通角小于180o，从而产生大量谐波电流成份，而谐波电流成份不做功，只有基波电流成份做功。所以相移因数（）和电流失真系数（）相比，输入电流失真系数（）对供电线路功率因数（PF）的影响更大。 为了提高供电线路功率因数，保护用电设备，世界上许多国家和相关国际组织制定出相应的技术标准，以限制谐波电流含量。如：IEC555-2， IEC61000-3-2，EN 60555-2等标准，它们规定了允许产生的最大谐波电流。我国于1994年也颁布了电能质量公用电网谐波标准（GB/T14549-93）。 传统的功率因数概念是假定输入电流无谐波电流（即I1=Irms 或=1）的条件下得到的，这样功率因数的定义就变成了PF =。 二PF与总谐波失真系数（THD：The Total Harmonic Distortion）的关系 三.功率因数校正实现方法 由功率因数可知，要提高功率因数，有两个途径： 1.使输入电压、输入电流同相位。此时=1 ，所以PF= 。 2.使输入电流正弦化。即Irms=I1（谐波为零），有 即； 从而实现功率因数校正。利用功率因数校正技术可以使交流输入电流波形完全跟踪交流输入电压波形，使输入电流波形呈纯正弦波，并且和输入电压同相位，此时整流器的负载可等效为纯电阻，所以有的地方又把功率因数校正电路叫做电阻仿真器。 四.有源功率因数校正方法分类 1 按有源功率因数校正电路结构分 （1）降压式：因噪声大，滤波困难，功率开关管上电压应力大，控制驱动电平浮动，很少被采用。 （2）升/降压式：需用二个功率开关管，有一个功率开关管的驱动控制信号浮动，电路复杂，较少采用。 （3）反激式：输出与输入隔离，输出电压可以任意选择，采用简单电压型控制，适用于150W以下功率的应用场合。 （4）升压式（boost）：简单电流型控制，PF值高，总谐波失真（THD）小，效率高，但是输出电压高于输入电压。适用于75W2000W功率范围的应用场合，应用最为广泛。它具有以下优点： 1电路中的电感L适用于电流型控制。 2由于升压型APFC的预调整作用在输出电容器C上保持高电压，所以电容器C体积小、储能大。 3在整个交流输入电压变化范围内能保持很高的功率因数。 4输入电流连续，并且在APFC开关瞬间输入电流小，易于EMI滤波。 5升压电感L能阻止快速的电压、电流瞬变，提高了电路工作可靠性。UC3854是一种工作于平均电流的的升压型（boost）APFC电路，它的峰值开关电流近似等于输入电流，是目前使用最广泛的APFC电路。 2按输入电流的控制原理分 （1）平均电流型：工作频率固定，输入电流连续（CCM），波形图如图1（a）所示。TI的UC3854就工作在平均电流控制方式。 这种控制方式的优点是： 1恒频控制。 2工作在电感电流连续状态，开关管电流有效值小、EMI滤波器体积小。 3能抑制开关噪声。 4输入电流波形失真小。主要缺点是： 1控制电路复杂。 2需用乘法器和除法器。 3需检测电感电流。 4需电流控制环路。 （2）滞后电流型。工作频率可变，电流达到滞后带内发生功率开关通与断操作，使输入电流上升、下降。电流波形平均值取决于电感输入电流，波形图如图1（b）所示。 （3）峰值电流型。工作频率变化，电流不连续（DCM），工作波形图如图1（c）所示。 DCM采用跟随器方法具有电路简单、易于实现的优点，但存在以下缺点： 功率因数和输入电压Vin与输出电压VO的比值有关。即当Vin变化时，功率因数PF值也将发生变化，同时输入电流波形随的加大而THD变大。 开关管的峰值电流大（在相同容量情况下，DCM中通过开关器件的峰值电流为 CCM的两倍），从而导致开关管损耗增加。所以在大功率APFC电路中，常采用CCM方式。 （4）电压控制型。工作频率固定，电流不连续，工作波形图如图1（d）所示。 图1 输入电流波形图四有源功率因数校正的实现 下面以常见的美国TI公司生产的APFC用集成电路UC3854介绍其性能特点、工作原理与典型应用电路。 1UC3854控制集成电路 （1）UC3854引脚功能说明（参见图3、图4）。 UC3854 引脚功能如表1所示。 表1 UC3854的引脚（端）功能 引脚号 引脚符号 引脚功能(1)GND接地端，器件内部电压均以此端电压为基准(2) PKLMT峰值限定端，其阈值电压为零伏与芯片外检测电阻负端相连，可与芯片内接基准电压的电阻相连，使峰值电流比较器反向端电位补偿至零(3) CA out电流误差放大器输出端，对输入总线电流进行检测，并向脉冲宽度调制器发出电流校正信号的宽带运放输出(4)Isense电流检测信号接至电流放大器反向输入端，(4)引脚电压应高于-0.5V（因采用二极管对地保护）(5)Mult out乘法放大器的输出和电流误差放大器的同相输入端(6)IAC乘法器的前馈交流输入端，与B端相连，(6)引脚的设定电压为6V，通过外接电阻与整 (7)VA out误差电压放大器的输出电压，这个信号又与乘法器A端相连，但若低于1V乘法器便无输出(8)VRMS前馈总线有效值电压端，与跟输入线电压有效值成正比的电阻相连时，可对线电压的变化进行补偿(9)VREF基准电压输出端，可对外围电路提供10mA的驱动电流(10)ENA允许比较器输入端，不用时与+5V电压相连(11)V检测电压误差放大器反相输入端，在芯片外与反馈网络相连，或通过分压网络与功率因数校正器输出端相连(12)Rset(12)端信号与地接入不同的电阻，用来调节振荡器的输出和乘法器的最大输出(13)SS软启动端，与误差放大器同相端相连(14)CT接对地电容器CT，作为振荡器的定时电容(15)Vcc正电源阈值为10V16V(16)GTDRVPWM信号的图腾输出端，外接MOSFET管的栅极，该电压被钳位在15V（2）UC3854中的前馈作用 UC3854的电路框图和内部工作框图如图2、图3所示。 在APFC电路中，整流桥后面的滤波电容器移到了整个电路的输出端（见图2、图4中的电解电容C），这是因为Vin应保持半正弦的波形，而Vout需要保持稳定。 从图3所示的UC3854工作框图中可以看到，它有一个乘法器和除法器，它的输出为，而C为前馈电压VS的平方，之所以要除C是为了保证在高功率因数的条件下，使APFC的输入功率Pi不随输入电压Vin的变化而变化。 工作原理分析、推导如下： 乘法器的输出为 式中：Km表示乘法器的增益因子。 Kin表示输入脉动电压缩小的比例因子。 电流控制环按照Vin和电流检测电阻Ro（参见图2）建立了Iin。 Ki表示Vin的衰减倍数 将式（3）代入式（4）后有 如果PF=1 效率=1有 由（6）可知：当Ve固定时，Pi、Po将随V2in的变化而变化。而如果利用除法器，将Vin除以一个 可见在保证提高功率因数的前提下，Ve恒定情况下，Pi、Po不随Vin的变化而变化。即通过输入电压前馈技术和乘法器、除法器后，可以使控制电路的环路增益不受输入电压Vin变化的影响，容易实现全输入电压范围内的正常工作，并可使整个电路具有良好的动态响应和负载调整特性。 在实际应用中需要加以注意：前馈电压中任何100 Hz纹波进入乘法器都会和电压误差放大器中的纹波叠加在一起，不但会增加波形失真，而且还会影响功率因数的提高。 前馈电路中前馈电容Cf（图2、图4中的Cf）的取值大小也会影响功率因数。如果Cf太小，则功率因数会降低，而Cf过大，前馈延迟又较大。当电网电压变化剧烈时，会造成输出电压的过冲或欠冲，所以Cf 的取值应折中考虑。 （3）UC3854的典型应用电路原理图如图4所示。 图4 UC3854典型应用电路原理图五小结 通过以上的讨论可以看出，由在APFC控制过程中，UC3854引入了前馈和乘法器、除法器，并且工作于平均电流的电流连续（CCM）工作方式，性能较优，使用效果较好，在实用中得到了广泛应用。 六参考文献 1TI Analog/Mixed-singal Products Designers Master selection Guide CD-ROM August 2002 SLYC005G UC3854 PDF 2路秋生 有源功率因数校正及应用 核工业自动化 2001.2 P31-35 3路秋生 有源功率因数补偿（APFC） 核工业自动化 2002.2 P43-48 4张延鹏等 通信用高频开关电源 人民邮电出版社 ISBN7-115-06427-X/TN.1174 P67-77 什么是EMI？和EMS与EMC有什么区别？在电气干扰领域有许多英文缩写。这里所提EMI(Electro Magnetic Interference)直译是电磁干扰。这是合成词,我们应该分别考虑“电磁”和“干扰”。所谓“干扰”,指设备受到干扰后性能降低以及对设备产生干扰的干扰源这二层意思。第一层意思如雷电使收音机产生杂音,摩托车在附近行驶后电视画面出现雪花,拿起