開關(guān)電源PFC的工作原理簡介
2021-07-22 16:17:37
PFC，功率因數(shù)校正，主要用來表征電子產(chǎn)品對電能的利用效率。功率因數(shù)越高，說明電能的利用效率越高。
開關(guān)電源采用傳統(tǒng)的橋式整流、電容濾波電路會使AC輸入電流產(chǎn)生嚴(yán)重的波形畸變，向電網(wǎng)注入大量的高次諧波，因此網(wǎng)側(cè)的功率因數(shù)不高，僅有0.6左右，并對電網(wǎng)和其它電氣設(shè)備造成嚴(yán)重諧波污染與干擾。早在80年代初，人們已對這類裝置產(chǎn)生的高次諧波電流所造成的危害引起了關(guān)注。1982年，國際電工委員會制訂了IEC55－2限制高次諧波的規(guī)范（后來的修訂規(guī)范是IEC1000－3－2），促使眾多的電力電子技術(shù)工作者開始了對諧波濾波和功率因數(shù)校正（PFC）技術(shù)的研究。電子電源產(chǎn)品中引入PFC電路，就可以大大提高對電能的利用效率。
PFC有兩種，一種是無源PFC（也稱被動式PFC），一種是有源PFC（也稱主動式PFC）。無源PFC一般采用電感補(bǔ)償方法使交流輸入的基波電流與電壓之間相位差減小來提高功率因數(shù)，但無源PFC的功率因數(shù)不是很高，只能達(dá)到0.7~0.8；有源PFC由電感電容及電子元器件組成，體積小，可以達(dá)到很高的功率因數(shù)，但成本要高出無源PFC一些。
有源PFC電路中往往采用高集成度的IC，采用有源PFC電路的PC電源，至少具有以下特點(diǎn)：
1）輸入電壓可以從90V到270V；
2）高于0.99的線路功率因數(shù)，并具有低損耗和高可靠等優(yōu)點(diǎn)；
3）IC的PFC還可用作輔助電源，因此在使用有源PFC電路中，往往不需要待機(jī)變壓器；
4）輸出不隨輸入電壓波動變化，因此可獲得高度穩(wěn)定的輸出電壓；
5）有源PFC輸出DC電壓紋波很小，且呈100Hz/120Hz（工頻2倍）的正弦波，因此采用有源PFC的電源不需要采用很大容量的濾波電容。
開關(guān)電源中PFC電路的作用
PFC的英文全稱為“Power Factor Correction”，意思是“功率因數(shù)校正”，功率因數(shù)指的是有效功率與總耗電量（視在功率）之間的關(guān)系，也就是有效功率除以總耗電量（視在功率）的比值。基本上功率因素可以衡量電力被有效利用的程度，當(dāng)功率因素值越大，代表其電力利用率越高。帶PFC的開關(guān)電源成本也相對高一些。
開關(guān)電源是一種電容輸入型電路，其電流和電壓之間的相位差會造成交換功率的損失，此時(shí)便需要PFC電路提高功率因數(shù)。目前的PFC有兩種，被動式PFC（也稱無源PFC）和主動式PFC（也稱有源式PFC）。
被動式PFC一般分“電感補(bǔ)償式”和“填谷電路式（ValleyFillCircuit）”，“電感補(bǔ)償方法”是使交流輸入的基波電流與電壓之間相位差減小來提高功率因數(shù)，被動式PFC包括靜音式被動PFC和非靜音式被動PFC。被動式PFC的功率因數(shù)只能達(dá)到0.7～0.8，它一般在高壓濾波電容附近。
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