专利名称：功率因数控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种功率因数控制器，特别是一种利用多组并绕的绕线方式逐片密合矽钢片制成相互并联的电感，以提高其功率因数。
在电学中，功率因数(Power Factor)的定义为电压与电流之间的相角的余弦值，如以数学式表示为PF=1T∫01Vac(t)i(t)dtVrms*Irms]]>其中Vrms及Irms为Vac(t)及i(t)的均方根值。提高功率因数通常具有以下优点①可充分利用电源设备的容量。
②降低峰值电流。
③降低谐波成份。
④延长电路的电流侧滤波电容的寿命。
⑤输入变压器可缩小体积。
⑥避免三相输入线的中线焚毁。
利用提高功率因数的方法可使一项产品通过IEC1000-3-2规范对谐波的限制，因此，各厂商无一不想尽各种方法以提高功率因因数。而目前市面上改善功率因数不外乎下列三种①被动式功率因数修正方式即采用有气隙的矽钢片作成大电感的方式。
②部分滤波功率因数修正方式。
③主动式功率因数修正方式系采用集成电路控制。
上述的三种方式中，第二种及第三种必须要对现有的电路变更重新设计，十分麻烦且不经济，而第一种被动式功率因数修正方式则是以改变的变压器组成，因此整流滤波电路无须重新设计，较为简单便利，因此以第一种方式较佳。
但现有的被动式功率因数修正方式系以有气隙的矽钢片(采用EI矽钢片)作成大电感的方式。将会造成变压器的体积过于庞大，占用过大的安装空间，且此种矽钢片在空气隙及共振上皆会使产品质量不易控制，从而导致产品不稳定，实有加以改良的必要。
本实用新型的主要目的，是提供一种功率因数控制器，利用多组并绕的绕线方式逐片密合矽钢片，而制作成相互并联的电感，它不仅可以提高功率因数，而且还可以降低生产成本。由于本实用新型的功率因数控制器将电感分为两组，每组线圈又由多组线圈并绕而成，分别连接于滤波整形电路与电源间，且此二组电感绕线的起绕点相反，所以它既能相互感应消磁而增加电感量，降低温升及增加流过的电流，同时，因电感的加入，将使得滤波整形电路的整流二极管在一个周期内的顺向导通时间延长，而提高功率因数并减少电流谐波及电流的峰值。
为达到上述目的，本实用新型提供了一种功率因数控制器，该控制器以多组并绕的绕线方式逐片密合矽钢片制成相互并联的电感，该电感分为二组，每组线圈又由多组线圈并绕而成，分别连接于滤波整形电路与电源间，且此二组电感绕线的起绕点相反。
现结合附图所示的实施例详细说明本实用新型的结构及功能。其中
图1是传统滤波整流电路图；图2是图1的输入电流及电压的波形图；图3是本实用新型最佳实施例的电路图；图4是图3的简化电路图；图5是图3的输入电流及电压的波形图。
图1所示为传统的滤波整流电路图。该电路是将交流电Vac经整流二极管(即桥式整流器10)整流后由电容器C1及C2整流，在输出电阻R1、R2上形成电压降，供给负载20电源。开关SW作为电源电压的切换(110V或220V)；假设输入的电压为110V，则电容器C1及C2间可得到约308Vdc(直流电)，其计算方式为(110×1.414)+(110×1.414)=308Vdc当交流电源以正弦波方式输入时，因电路的缘故，造成电流波形的畸变。如图2所示，电流波形与电压波形相交的区域显然非常小，而此波形图所代表的意义是电压及电流相交波形的面积越大，代表的功率因数就越高，由此显然该传统电路的功率因数必须要加以改善。
如图3所示，本实用新型是结合图1所示的整流滤波电路，利用多组并绕的绕线方式逐片密合矽钢片(系采用EE-43)，制作成相互并联的电感L。该电感L中包括有二组绕组a、b，而每组绕组a、b又由多组线圈a1、a2…an及b1、b2…bn并绕而成，每一个绕组旁的黑点代表该绕组的起绕点。绕组a的各组线圈并联，连接于整流滤波电路及电源Vac间；绕组b的各组线圈也是并联，连接于整流滤波电路及电源Vac的另一端间，其起绕点与绕组a的起绕点方向相反。如此配置则能增加电感量，若将图3所示的电路及整流滤波电路加以简化，则类似于RLC串联电路(如图4所示)，利用克希和夫电压定理(Kirchhoffs Voltage Law)则可获得下列微分方程d2Vc(t)dt2+RLdVc(t)dt+1LCVc(t)=Vac(t)LC]]>(t)=CdVc(t)dt]]>
解此方程即可发现，因电感L的加入，将使得滤波整形电路的整流二极管在一个周期内的顺向导通时间延长，而能提高功率因数并减少电流谐波及电流峰值。由图5所示的波形可以明显看出，本实用新型的电流波形与电压相交的区域比图2所示波形的相应区域要大，由此亦可得知本实用新型确实能将传统整流滤波电路的功率因数提高。
综上所述，本实用新型所提供的被动式修正电路中的功率因数，确具提高功率因数的功效，而且线路简单，不需要改动线路，同时能降低输出电容滤波电流及整流滤波电路的峰值电流负荷，并能缩小变压器的体积。
权利要求1.一种功率因数控制器，其特征在于该控制器以多组并绕的绕线方式逐片密合矽钢片制成相互并联的电感，该电感分为二组，每组线圈又由多组线圈并绕而成，分别连接于滤波整形电路与电源间，且此二组电感绕线的起绕点相反，从而相互感应消磁、增加电感、降低温升并增加流过的电流量，所加入的电感使滤波整形电路的整流二极管在一个周期内的顺向导通时间延长，以提高功率因数并减少电流谐波和电流峰值。
专利摘要本实用新型涉及一种功率因数控制器。该控制器以多组并绕的绕线方式逐片密合矽钢片制成相互并联的电感,该电感分为二组,每组线圈又由多组线圈并绕而成,分别连接于滤波整形电路与电源间,且此二组电感绕线的起绕点相反。如此即能相互感应消磁并增加电感量,降低温升及增加流过的电流量,同时因电感的加入,将使得滤波整形电路的整流二极管在一个周期内的顺向导通时间延长,以提高功率因数、减少电流谐波和电流峰值。
文档编号G05F1/70GK2315584SQ9724902
公开日1999年4月21日 申请日期1997年12月10日 优先权日1997年12月10日
发明者黄文良, 夏增宇, 林宝城 申请人:陈球南