主动式PFC电路

1、主動式PFC電路穩定的電源除了能供應系統維持正常的動作外並會影響整個系統的特性，當負載具高電容性或電感性，或者電流波形非弦波時，功率因數遠低於1,致使部分功率反饋回 電力的傳輸線上，因而會增加傳輸線的負荷與諧波之干擾再加上當今能源缺乏須節約 能源的趨勢下，設計生産高效率的電源減少干擾和能源浪費成爲衆所追求的目標，爲了達到這個目標必須提高電源的功率因數(Power Factor,簡稱PF). PFC即功率因數校正 (Power Factor Correction),其作用就是爲了提高功率因數.LITEON生産的電源産品主要爲開關電源(Switching Power Supply, 簡稱SPS),

2、本文將針對SPS的主動式 PFC(Active Power Factor Correction, 簡稱 APFC)電路進行探討.一.PF的相關知識.1.正弦電路的功率因數任一網路N在圖示關聯參考方向下，輸入網路的暫態功率P等於電壓與電流瞬時 值的乘積,即：p=u*iiN設正弦電壓和電流分別爲：u + *u= 0,容性網路中 0.此時電壓和電流的波形如圖由圖可見在每一個周期內有兩段時間內u和I的實際方向相反,此時pvo,即網路內部儲能元件把儲存的電磁能量返回電源的緣故暫態功率的實際意義不大，通常用平均功率P（又稱有功功率）來反映網路實際吸收 的功率根據定義：1 T1 TP= T* o pdt =

3、 T* UICos Cos（2 t ）dt=U*I*Cos Cos 稱爲電路的功率因數,功率因數角（也就是阻抗角）,當電流與電壓的參考 方向相同時,UlCos 表示吸收功率.電路的功率因數直接影響發電設備的利用率，如一額定電壓Un= 1000V,額定電 流|n= 100A的發電機，在負載功率因數為0.5時只能發出1000*100*0.5=50KW. 只 有當負載的功率因數為1時，才能發出100KW的功率.另一方面當輸送相同的功率時 功率因數低,則電流就大，流過線路時，損耗也就增大.2.AC-DC電路的輸入電流諧波分量和功率因數在AC-DC開關電源的輸入端,AC電源經全波整流後,一般接一個大電容

4、,如圖, 以得到波形比較平直的直流電壓.整流器一電容濾波電路是一種非線性元件和儲能元 件的組合.因此，雖然輸入正弦交流電壓，但電流波形卻嚴重畸變，呈脈衝狀,如圖.由此可見，大量應用整流電路，會使電網供給嚴重畸變的非正弦電流，造成的嚴重後果是：諧波電流對電網有嚴重的危害，並且輸入端功率因數下降脈衝狀的輸入電流，含有大量諧波，一方面使諧波躁音水平提高，同時在AC -DC整流電流的輸入端必需增加濾波器.對上圖的電流波形，可用傅里葉級數展開，得到各 次諧波分量的百分比，總的諧波電流分量（或稱總諧波畸變Total HarmonicDistortion）用 THD 表示.大量的電流諧波分量倒流入電網（稱為Harmonic Emission）,造成對電網的諧波”污染”.一方面產生”二次效應”，即電流流過線路阻抗造成諧波電壓降，反過來 使電網電壓（原來是正絃波）也產生畸變；另一方面，會造成電路故障，使變電設備損壞上面講到正弦電路的功率因數用 Cos 表示.由於整流電路中二極管的非線性，儘 管輸入電壓為正弦，電流卻為嚴重非正弦，因此正弦電路的功率因數計算不再適用於 AC-DC變流電路，後續用PF（Power Factor）表示功率因數.定義：PF=有功功率/伏安=P/（U*I）設AC-DC變流的輸入電壓（有效值U）為正弦，輸入電流為非正弦