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PFC 更新时间:2014-08-13 13:58

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PFC(Power Factor Correction)即"功率因数校正",主要用来表征电子产品对电能的利用效率。当功率因素值越大,代表其电力利用率越高。通过CCC认证的电脑电源,都必须增加PFC电路。位置在第二层滤波之前,全桥整流电路之后。

PFC的种类

  •   目前的PFC有两种,一种为被动式PFC(也称无源PFC)和主动式PFC(也称有源式PFC)。

      被动式PFC

      被动式PFC一般采用电感补偿方法使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数,被动式PFC包括静音式被动PFC和非静音式被动PFC。被动式PFC的功率因数只能达到0.7~0.8,它一般在高压滤波电容附近。

      主动式PFC

      而主动式PFC则由电感电容及电子元器件组成,体积小、通过专用IC去调整电流的波形,对电流电压间的相位差进行补偿。主动式PFC可以达到较高的功率因数──通常可达98%以上,但成本也相对较高。此外,主动式PFC还可用作辅助电源,因此在使用主动式PFC电路中,往往不需要待机变压器,而且主动式PFC输出直流电压的纹波很小,这种电源不必采用很大容量的滤波电容。

PFC的目的

  •   功率因数(简称功因)修正的基本目的是在提高电源的可用率.

      (Ⅰ)  当电器负载具高电容性或电感性或电流波形非弦波时,其功因将远低于1,致使部分功率反馈回电源传输线上.因此增加传输线的负荷和谐波干扰.

      (Ⅱ)  有了功因修正,将可降低电源之设备容量及减少谐波干扰,所以功因修正为电器产品中一重要参考量及必须具备的功能.

PFC的好处

  •   改善功率因数的好处主要有下列六项:

      (Ⅰ)  可充分利用电源的设备容量.

      (Ⅱ)  降低峰值电流.

      (Ⅲ)  降低谐波成分.

      (Ⅳ)  延长直流侧滤波电容的寿命.

      (Ⅴ)  输入变压器可较小.

      (Ⅵ)  避免三相输配线之中性线焚毁.

PFC的几种新方法探讨

  •   1 充电泵无源PFC

      目前在荧光灯交流电子镇流器中,采用了几种无源PFC电路,其作用是增加整流二极管的导通角,使AC输入电流平滑和连续。在低功率开关电源(SMPS)中也可以采用PFC技术,电路带PFC功能。TDA/6846是亿恒公司生产的支持低功率待机(standby)的PWM控制IC,在桥式整流器(D1~D4)和平滑电容器(C7)之间,L8、D8和C8等组成电流供给泵电路(起PFC作用)。

      2 带非正弦波电流的数字PFC

      PFC控制IC的有源PFC预变换器,在桥式整流器输入端产生与AC电压同相位的正弦波AC电流。事实上,一个AC输入同相位的非正弦波电流,通过合理控制电流波形上升沿和下降沿时刻及幅度,同样能使高次谐波含量符合标准限制要求,系统功率因数非常接近于1。例如,对于50HZ的AC输入电压,在半周期(10MS)内产生呈凸字形的非正弦波电流,利用付立叶变换得到的各个奇次谐波量值与标准比较。这种最大值为5A的电流波形,相应于1000W的输入功率其基波电流为4.3A,三次谐波电流为1A,标准限制值是2.3A。其它各个奇次谐波电流含量,都低于标准规定要求。

      3 在线(on_line) UPS PFC

      低功率范围的UPS大多都被连接到110V/220V的单相AC线路。若沿用传统的全波整流和平滑电容器滤波电路作为输入级,无疑会产生非正弦波AC输入电流,系统功率因数仅为0.5~0.65。带PFC的在线UPS输入级电路,采用了与常规有源PFC升压变换器拓扑不同的解决方案,产生± 400V的DC母线电压,为后随逆变器供电。

有源PFC的缺点

  •   1 、当欧洲 EN 的谐波规范越来越严格时,电感量产的质量需提升,而生产难度将提高。

      2 、沉重重量增加电源供应器在运输过程损坏的风险。

      3 、原料短缺的风险较高。

      4 、如电源内部结构固定的不正确,容易产生震动噪音。

      5 、当电源供应器输出超过 300 瓦以上,被动式 PFC 在材料成本及产品性能表现上将越突出其不可克服的多种的缺陷。

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