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PFC开关电源设计中常见问题

时间:2022-07-02     【原创】

什么是功率因数校正(PFC开关电源)?


       功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系,也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。 基本上功率因数可以衡量电力被有效利用的程度, 当功率因数值越大,代表其电力利用率越高。开关电源供应器上的功率因数校正器的运作原理是去控制调整交流电电流输入的时间与波型, 使其与直流电电压波型尽可能一致,让功率因数趋近于。 这对于电力需求量大到某一个水准的电子设备而言是很重要的, 否则电力设备系统消耗的电力可能超出其规格,极可能干扰铜系统的其它电子设备。 一般状况下,电子设备没有功率因数校正(Power Factor Correction, PFC)时其PF值约只有0.5。


       PFC开关电源的英文全称为“Power Factor Correction”,意思是“功率因数校正”,功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系,也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。 基本上功率因素可以衡量电力被有效利用的程度,当功率因素值越大,代表其电力利用率越高。计算机开关电源是一种电容输入型电路,其电流和电压之间的相位差会造成交换功率的损失,此时便需要PFC电路提高功率因数。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)。


       PFC打个形象的比方:一个啤酒杯的容积是一定的,就好比是视在功率,可是你倒啤酒的时候很猛,就多了不少的泡沫,这就是无功功率,杯底的啤酒其实很少,这些就是有功功率。这时候酒杯的利用率就很低,相当于电源的功率因数就很小。PFC开关电源的加入就是要减少输入侧的无功功率,提高电网的利用率,对于普通的工业用电来讲是把电流的相位与电压的相位调整到一块了,对于开关电源来讲是把严重畸变了的交流侧输入电流变成正弦,另外还有降低低次谐波的功能,因为输入的电流是正弦了。


为什么我们需要PFC开关电源


功率因素校正的好处包含:

1. 节省电费

2. 增加电力系统容量

3. 稳定电流

       低功率因数即代表低的电力效能,越低的功率因数值代表越高比例的电力在配送网络中耗损,若较低的功率因数没有被校正提升,电力公司除了有效功率外,还要提供与工作非相关的虚功,这导致需要更大的发电机、转换机、输送工具、缆线及额外的配送系统等事实上可被省略的设施,以弥补损耗的不足。有PFC功能的电子设备配可以帮助改善自身能源使用率,减少电费,PFC也是一种环保科技,可以有效减低造成电力污染之谐波,是对社会全体有益的功能。


PFC开关电源供应器是如何帮助节省能源?


       藉由降低您的电力设备必须传输的电压-电流,以提供一台电源供应器至少所需的供电量。因为产生较少无用的谐波(只会替交流电运输系统增加不必要的负担),让电力的消耗减少。

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