《通信信號(hào)電源設(shè)備維護(hù)》項(xiàng)目二：電源屏基礎(chǔ)器件認(rèn)知任務(wù)4：開(kāi)關(guān)電源認(rèn)知（7）——功率因數(shù)校正（PFC）①

PowerFactorCorrection

基本概念2.4功率因數(shù)校正①-基本概念1：PFC1、什么是“功率因數(shù)校正”

（

注①

功率因數(shù)符號(hào)：

PF：PowerFactor

，或cosφ，或μ）

功率因數(shù)校正（

PFC：PowerFactorCorrection）

顧名思義，就是“對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行校正”。

（

注②

在額定頻率和額定電壓情況下：

效率η

=PO/Pi*100%

）

PO：輸出有功功率值，單位W；

Pi：輸入有功功率值

那么，什么又是“功率因數(shù)”？

何謂“校正”呢？2.4功率因數(shù)校正（PFC）①-基本概念2：PF2、什么是“功率因數(shù)（PF：PowerFactor）”功率因數(shù)：指交流電路中有功功率對(duì)視在功率的比值

（功率因數(shù)公式1）

PF=P/PS

（三相電路中：

P2+Q2=S2

）

（

①

PS/S：視在功率;②

P:有功功率

③Q：無(wú)功功率）

視在功率：表示交流電器設(shè)備的容量，等于電路中電壓有效值和電流有效值的乘積。視在功率的單位為伏安（VA）或千伏安。

PS=U×I

（U：電壓有效值

②I：電流有效值）

有功功率：指單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際發(fā)出或消耗的交流電能量，是周期內(nèi)的平均功率。單相電路中等于電壓有效值、電流有效值和功率因數(shù)的乘積。多相電路中等于相數(shù)乘以每相的有功功率。單位為瓦、千瓦。

P=PS

×PF

2.4功率因數(shù)校正（PFC）①-基本概念2:PF*電網(wǎng)中的功率為什么沒(méi)有完全被負(fù)載電路用掉？在具有抗性和非線(xiàn)性器件的交流電路中，負(fù)載電路和電源之間會(huì)一直存在著一定功率的電能交換，而這部分功率不做功。

這部分負(fù)載與電源之間的交換功率，叫做“無(wú)功功率”。單相交流電路中，無(wú)功功率等于電壓有效值、電流有效值和電壓與電流間相位角的正弦三者之積。單位為Var（乏）。

無(wú)功功率（公式2）=U×I×sinφ

（φ：電壓與電流之間的相角差）

無(wú)功功率（公式1）=視在功率-有功功率

無(wú)功功率也是電網(wǎng)中實(shí)實(shí)在在的功率，是電網(wǎng)的負(fù)擔(dān)和危害。2.4功率因數(shù)校正（PFC）①-基本概念3:PF分類(lèi)3、“功率因數(shù)（PF）”分類(lèi)：

①

相移功率因數(shù)（cosφ）

（由電抗性器件產(chǎn)生）

②

失真功率因數(shù)（μ）

（由非線(xiàn)性器件產(chǎn)生）

注：非線(xiàn)性失真對(duì)電路影響是很不好的，也的確會(huì)產(chǎn)生非線(xiàn)性功率因數(shù)損失，但該數(shù)值很難計(jì)算清楚，所以我們?cè)谟?jì)算功率因數(shù)時(shí)，通常并不計(jì)算失真功率因數(shù)。

（功率因數(shù)公式2）

PF=cosφ×μ

*功率因數(shù)低，會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響，特別是對(duì)電網(wǎng)不良影響很大2.4功率因數(shù)校正（PFC）①-基本概念3:PF分類(lèi)功率因數(shù)PowerFactor①相移功率因數(shù)（Cosφ）②失真功率因數(shù)（μ）功率因數(shù)（PF）分類(lèi)2.4功率因數(shù)校正（PFC）①-基本概念3：Cosφ3-1、相移功率因數(shù)Cosφ：

①在交流電路中，②當(dāng)電壓、電流為正弦波，③負(fù)載中存在電抗性器件（電容、電感），且表現(xiàn)有抗性（非純阻性）時(shí)，④會(huì)使電壓與電流的正弦波之間存在相位差φ，⑤這時(shí)，電路的有功功率P會(huì)下降。

（

P=U*I*Cosφ

）

①U：交流有效電壓值；②I:交流有效電流值2.4功率因數(shù)校正（PFC）①-基本概念3：μ3-2、失真功率因數(shù)μ：

①當(dāng)輸入電壓不是正弦波時(shí)，②當(dāng)負(fù)載中存在非線(xiàn)性器件（如整流器）時(shí)；系統(tǒng)電流產(chǎn)生突變，電流波形扭曲，電流中包含許多高頻諧波成分。

高頻諧波電流對(duì)電路有很多害處，會(huì)降低功率因數(shù)。

（

失真功率因數(shù)μP=U*I*Cosφ

）

①U：交流有效電壓值；②I:交流有效電流值；③φ：電壓與電流之間的相角差2.4功率因數(shù)校正（PFC）①-基本概念4：PFC定義4、“功率因數(shù)校正”定義：

功率因數(shù)校正：就是減小負(fù)載電路中電抗性和非線(xiàn)性器件對(duì)輸入電源影響，減小兩者之間的交換功率；

將畸變的輸入電流（非線(xiàn)性原因）校正為正弦波電流，并使輸入電流與輸入電壓同相位（電抗性原因）。

由于開(kāi)關(guān)電源中必然的要使用相當(dāng)數(shù)量的電抗性器件和非線(xiàn)性器件，所以，沒(méi)有功率因數(shù)校正電路的開(kāi)關(guān)電源被限制應(yīng)用。2.4功率因數(shù)校正（PFC）①-基本概念5：基本方法5、“開(kāi)關(guān)電源的功率因數(shù)校正”基本方法：

①

無(wú)源（被動(dòng)）方式功率因數(shù)校正（PassivePFC）：

在開(kāi)關(guān)電源輸入端加入電感量很大的低頻電感，以減小濾波電容器的充電電流峰值。

優(yōu)點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單

缺點(diǎn)：校正效果不理想，PF可達(dá)0.85；且低頻電感增大電源體積。

②

有源（主動(dòng)）方式功率因數(shù)校正（ActivePFC）：

優(yōu)點(diǎn)：校正效果好，PF可達(dá)0.99以上；且輸入電流波形失真度小于5%。

缺點(diǎn)：電路相對(duì)較復(fù)雜，可靠性相對(duì)降低。

所以，該方式在開(kāi)關(guān)電源中應(yīng)用最多，效果最好。2.4功率因數(shù)校正（PFC）①-基本概念5：基本方法功率因數(shù)校正（PowerFactorCorrection）①無(wú)源功率因數(shù)校正（CassivePFC）②有源功率因數(shù)校正（ActivePFC）功率因數(shù)校正（PFC）分類(lèi)2.4功率因數(shù)校正（PFC）①-基本概念：波形失真率6、什么是“波形失真度/率”：

波形失真度：指在交流電源濾除基波后，所剩各次諧波構(gòu)成的電壓有效值，同原波形有效值之比。

波形失真率可衡量（交流穩(wěn)壓電源、不間斷電源、正弦波逆變器等