有源功率因数校正功率因数的定义功率因数PF定义为功率因数
有源功率因数校正
一、功率因数的定义
功率因数PF 定义为：功率因数（PF ）是指交流输入有功功率（P ）与输入视在功率（S ）的比值。
PF ＝S P ＝
R L L I U I U φcos 1=R
I I 1cos φ= γcos φ （1） 式中：
γ：基波因数，即基波电流有效值I 1与电网电流有效值I R 之比。
I R ：电网电流有效值
I 1：基波电流有效值
U L ：电网电压有效值
cos Φ：基波电流与基波电压的位移因数
在线性电路中，无谐波电流，电网电流有效值I R 与基波电流有效值I 1相等，
基波因数γ=1，所以PF ＝γ·cos Φ＝1·cos Φ＝cos Φ。当线性电路且为纯电阻性负载时，PF ＝γ·cos Φ＝1·1＝1。
二、有源功率因数校正技术
1．有源功率因数校正分类
（1）按电路结构分为：降压式、升/降压式、反激式、升压式（boost ）。 其中升压式为简单电流型控制，PF 值高，总谐波失真（THD ：Total Harmonic Distortion ）小，效率高，适用于75W~2000W 功率范围的应用场合，应用最为广泛。它具有以下优点：
● 电路中的电感L 适用于电流型控制
● 由于升压型APFC 的预调整作用在输出电容器C 上保持高电压，所以电容器C 体积小、储能大
● 在整个交流输入电压变化范围内能保持很高的功率因数
● 输入电流连续，并且在APFC 开关瞬间输入电流小，易于EMI 滤波 ● 升压电感L 能阻止快速的电压、电流瞬变，提高了电路工作可靠性
（2）按输入电流的控制原理分为：平均电流型（工作频率固定，输入电流
连续）、滞后电流型、峰值电流型、电压控制型。
图1 输入电流波形图
其中平均电流型的主要有点如下：
●恒频控制
●工作在电感电流连续状态，开关管电流有效值小、EMI滤波器体积小。
●能抑制开关噪声
●输入电流波形失真小
主要缺点是：
●控制电路复杂
●需用乘法器和除法器
●需检测电感电流
●需电流控制环路
EMI：电磁干扰（Electromagnetic-interference）
（3）按输入电流的工作模式分为：连续导通模式CCM(Continuous Conduction Mode)和不连续导通模式DCM(Discontinuous Conduction Mode)。
（4）按拓扑结构可分为：双级模式和单级模式。
单级功率校正---峰值电流控制
2、有源功率因数校正原理
有源功率因数校正（Active Power Factor Correction，简称APFC）技术的
思路是，控制已整流后的电流，使之在对滤波大电容充电之前能与整流后的电
压波形相同，从而避免形成电流脉冲，减小输入电流谐波,达到改善功率因数的
目的。
有源功率因数校正电路原理图
整流器输出电压ud、升压变换器输出电容电压uC与给定电压U*c的差值都同时作为乘法器的输入，构成电压外环, 而乘法器的输出就是电流环的给定电流I*s。
升压变换器输出电容电压uC与给定电压U*c作比较的目的是判断输出电压是否与给定电压相同，如果不相同，可以通过调节器调节使之与给定电压相同，调节器（图中的运算放大器）的输出是一个直流值，这就是电压环的作用。而整流器输出电压ud显然是正弦半波电压波形，它与调节器结果相乘后波形不变，所以很明显也是正弦半波的波形且与ud同相。
将乘法器的输出作为电流环的给
定信号I*s ，才能保证被控制的电感
电流iL与电压波形ud一致。I*s的
幅值与输出电压uC同给定电压U*c
的差值有关，也与ud的幅值有关。
L1中的电流检测信号iF与I*s构成
电流环，产生PWM信号, 即开关V的驱动信号。V导通，电感电流i L增加，电流线性增加，电能以磁能的形式储存在电感线圈中，电容C放电为负载提供能量。当i L增加到等于电流I s*时，V截止，二极管导通，电源和升压电感L1（由于线圈中的磁能将改变线圈L两端的电压极性，以保持其电流iL不变，线圈L 转化成VL与电源电压VIN串联高于输出电压）释放能量，同时给电容C充电和向负载供电，这就是电流环的作用。
这种电路优点是输入电流完全连续，并且在整个输入电压的正弦周期都可以调试，缺点是输出电压必须大于输入电压的最大值，所以输出电压比较高，不能利用开关管实现输出短路保护。
三、UC3854控制集成块
UC3854是一种工作于平均电流的的升压型（boost）APFC电路，它的峰值开关电流近似等于输入电流，是目前使用最广泛的APFC电路。
1、UC3854总体结构
UC3854的总体结构如下图所示，主要包括以下几个功能模块：电压误差放大器模块，电流误差放大器模块，乘除法器模块，锯齿波发生器模块，输出驱动模块，以及峰值限制比较器模块，欠电压过电压保护模块，软起动模块和一些数字逻辑。为了简化模型，建模中省去欠电压、过电压锁存比较器，软起动等辅助环节。
UC3854 内部结构图中，标有A、B、C 的方框是所谓的乘法器，电压误差放大器的输出（在引脚7 上可以测量到）是乘法器的一个输入，称作A。乘法器的另一个输入，取自整流器的输出电压波形，通过引脚 6 引入，称作B。前馈电压校正是通过引脚 6 引入的，称作C。这三个量在乘法器里运算后，乘法器输出为电流Imo，它接到引脚5。这个电流Imo 与实际电流值Isense（引脚4）在电流误差放大器中进行比较。电流误差放大器的右侧是PWM 比较器。在PWM 比较器里，电流误差放大器的输出与芯片振荡器的输出斜坡电压相比较。振荡器与PWM 比较器的输出用来驱动一个RS 触发器，RS 触发器再驱
动推挽电路输出PWM 信号（脚16），用来控制主电路开关管的开断时刻。
振荡器的定时电容从引脚14 接入，定时电阻器外接在脚12，它在UC3854 中还起到乘法器的最大输出电流限制作用。另外，芯片工作电源自脚15引入，脚1 为芯片“地”。
UC3854 内部结构图的左上角，包含了一个欠压锁定比较器和一个使能比较器，它们都是滞环比较器，欠压比较器用来监控芯片本身工作电源的电平；使能比较器可用来控制芯片是处于工作状态还是封锁状态，只有当使能比较器的输出都为高电平时，才允许芯片进入工作状态。
这两个比较器的下方是电压比较器。芯片中的电压比较器实际上是电压误差放大器。电压比较器的同相输入端内接3V 的参考电压，反相输入端连接到引脚11，称作Vsence，Vsence 代表的是输出电压。
电压误差放大器旁边所接的二极管是想表示其内部作用而不是表示其实际配置。电压误差放大器的同相输入端还连到下方的软启动电路。这样可以让电压控制环在输出电压达到它的工作点之前就开始工作，可以消除一般电源装置深受其害的开启超调。在引脚11 与放大器反向输入端之间所接的二极管同样是一个理想二极管，用来消除参考电压上是否有额外的二极管压降的疑虑。引脚 2 上提供一个紧急峰值电流限制信号，当脚 2 的电平被轻微地拉到“地”以下时，PWM 输出信号就会被封锁。
芯片内置了一个14uA 电流源给软起动电路的定时电容器CT 充电。
2、UC3854的引脚（端）功能表
3、主要电路参数设计
3.1主要设计要求
（1）输入：AC 220V±20%，50Hz±5% 。
（2）输出：DC 400V。
（3）输出功率：5000W。
（4）电压调整率：≤1%，负载10%~100%变
化范围时。
（5）效率：≥80% 。
（6）功率因数：在输入电压220V±20%，输出
满载时，≥99%。
3.2主要参数计算与选择
（1）主开关器件VT 的选择
开关器件所承受的最大电压为输出直流电压，即400V。开关器件所承受的最大电流为线路的最大峰值电流I line(pk)。
式（3）中，Pout为输出功率，为5000W；Vin(min)为最低网压的有效值，
为220（1%~20%）V；η为电源效率，为0.8。
算出：I line(pk)=50A。
根据开关器件对电压和电流的要求，开关器件选择单管型IGBT 器件。考虑适当的裕度以及在较高温度下的降额使用后，本设计选择1200V/150A的IGBT 器件。
（2）开关频率的选择
开关频率高，可以减小APFC 电路的结构尺寸，提高功率密度，减小失真；但频率太高又会增大开关损耗，影响效率。本设计中将开关频率选择为30kHz，作为尺寸与效率之间的一种综合考虑，这样的频率下，电感量的大小合理，尖峰失真小，电感器的物理尺寸较小，IGBT 和Boost 二极管VD上的功率耗损也不会过多。
（3）Boost 电感的计算[5]
在变换器频率一定的情况下，电感值决定了输入端高频纹波的值。
线路输入电流的最大值I line(pk)发生在最小网压的峰值处，它的值前已算出，即Iline(pk)=50A。
升压变换器的最大纹波电流发生在占空比为50%处，也就是当升压比为M=V out/Vin=1/(1-D)=2 时。
电感器纹波电流的峰峰值，通常是按照最大输入电流值的20%来选取的，这只是经验值，因为这通常不是高频纹波电流的最大值。纹波电流选择过大，就可能使变换器进入断续工作方式的时间在整个周期占的比例过大，为此就必须设计更大的输入滤波器，以衰减更高频的纹波电流。UC3854 由于采用了平均电流方式控制，因此允许变换器在连续与断续工作方式下平稳过渡并保持性能基本不变。
电感器的电感量是根据最小网压下，正弦波定点处的电流幅值和占空比D，再结合开关频率来选择的。
式（4）、（5）中，?I 是纹波电流的峰峰值；V out 是输出电压；Vin(pk)是最
小网压的峰值；fs 是开关频率。由（4）、（5）上式可算出：D=0.38，L=0.31mH。高频纹波电流是叠加在线路电流之上的，所以峰值电感电流就是线路电流的幅值与1/2 纹波电流峰峰值的和。本设计中，已将峰值电流限制设定为120%的最大电流，即60A。因此电感器额定电流按60A 选择。
（2）升压二级管VD 的选择
升压二级管应选trr 小，正向压降小且具有软恢复特性的超快恢复二极管。二极管的额定电流必须大于电感上电流的最大峰值60A，并留有一定的裕度。
（3）输出电容器的选择
流过输出电容器的总电流是开关纹波电流与二次谐波线路电流之和。输出电容器的选择应考虑开关频率、纹波电流值、二次谐波纹波电流、直流输出电压值、输出纹波电压值及维持时间。
输出维持时间，在选择输出电容器的电容量中起主导作用。它是指在输入功率已经切断（开关管关断）之后，在给定的电压范围内，输出电压能够维持的时间长度。
维持时间是输出电容器储能、负载功率、输出电压和负载容许工作的最小电压之间的一个函数，输出电容值可用下面的公式计算出。
式（6）中，C 是输出电容器的值；Pout 是负载功率；V out 是输出额定电压；V out(min)是负载容许工作的最小电压；?T 是维持时间。可计算出C=8571uF，取为9000uF。在大多数直流输出的开关电源设计中，维持时间的经验值是每瓦1 到2u 之间。计算值9000uF 与经验值两者是相符合的。
额定功率、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数及峰值因子的概念
额定功率、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数及峰值因子的概念 2011-08-10 17:50 转载自分享 最终编辑老电工BG6RKO 三相异步电动机的有功功率和额定功率的区别和联系: 额定功率是电机运行在额定点输出的机械功率。 额定功率=sqrt（3）*额定电压*额定电流*功率因数*效率。这是特指额定点。视在功率=sqrt（3）*电压*电流。 有功功率=sqrt（3）*电压*电流*功率因数，这个有功功率是电机输入的电功 率，它不同于视在功率是交流电压电流的相交差造成的，或者说是电机中的储能元件电感造成的。 效率是电机中的定转子铜损，铁损和机械损耗造成的，完全不同的概念。无功功率没有功率损耗，只是有能量以磁场的形式储存在储能元件中，没有传递到机械功率输出，而效率的损耗全部转化成了热能，会使电机产生温升。 电动机从电网上吸收电能经过电磁感应定律的规定，变成电动机转子旋转，带动负载机械做功，这样就将电能转化成机械能。 电动机输出的能量为电动机的额定功率。 电动机运行时因线圈发热、轴承摩擦等很多损耗为电动机损耗。 将额定功率和所有的损耗加起来，就为电动机从电网中吸收的有功功率。 电动机将电能转化成机械能是离不开磁场的，磁场的建立就是靠电动机线圈通电形成的，那么形成磁场也需要能量，这部分的能量并没有转化成机械能和热能，相当于媒介，此部分能量为电动机的无功功率。 有功功率＋无功功率＝视在功率，注意：这可是矢量相加哟。 效率＝额定功率÷有功功率×100％永远小于1 一、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数及峰值因子的概念 1.有功功率：可以转化成其他形式能量（热、光、动能）的能量。以P来表示，单位为W。一般来说，有功功率是相对于纯阻性负载来说的。 2.无功功率：功率从能量源传递到负载并能反映功率交换情况的功率就是无功功率。以Q来表示，单位为Var。它的产生是由于感性负载、容性负载、以及
有源功率因数校正原理要点
有源功率因数校正PFC 电路主要有升压型、降压型、升压－－降压型和回扫型等 基本电路形式，其中升压型有源PFC 电路在一定输出功率下可减小输出电流，减小输 出滤波电容的容值和体积，故在电子镇流器中广泛应用。升压型有源PFC 电路在控制方法上，有电感电流断续传导模式和峰值电流控制模式。其电路原理图如图2所示。 电路工作原理如下：Q1导通时，D5截止，电容C1向负载放电；Q1截止，电感L1储能经D5对电容C1充电。由于Q1和D5交替导通，使整流器输出电流经电感L1连续。这样输入电流也连续。图中，R1取样输入电压，保证通过电感L1的电流跟随输入电压按正弦规律变化，通过L1的高频电流包络正比于输入电压，其平均电流呈正弦波形，使输入电流呈正弦波；R2取样输出电压，控制APFC 控制器的输出 占空比，稳定输出电压。 目前，APFC 专用芯片很多，在电子镇流器中应用广泛，具体电路不做详细介绍，可参阅参考文献。 4 利用自振荡半桥PWM 驱动器设计的APFC 电路 在某些自振荡半桥PWM 驱动器电路中，可以利用PWM 驱动器输出固定频率的 脉冲来作APFC 控制，这里介绍两种典型电路。 4．1利用自振荡输出波形控制的APFC 电路 电路原理图如图3所示。
升压电感L1、二极管D5、电容C2和开关管Q3等组成APFC 电路。由于PWM 驱动器U1输出脉冲的频率和占空比都是固定的，Q3导通时，D5截止，C2向负载放电；Q3截止时，电感L1产生的突变电势使D5正向偏置而导通，电感 L1通过D5向C2和负载释放储能，此时整流二极管电流经电感L1连续，使输入电流波形连续，呈正弦波形，可将线路功率因数提高到0．95以上，使输入电流总谐波失真度（THD ）降低到10％以下。 4．2 利用自振荡PWM 驱动器的定时电路 图3利用自振荡PWM 驱动器输出波形控制的APFC 原理电路图图4利用自振荡PWM 驱动器的定时器设计的APFC 原理电路图和波形图设计的APFC 电路自振荡半桥PWM 驱动器的振荡器是一个类似555的定时振荡器，CT 端为锯齿波，可以用一电路产生同频、占空比可调的APFC 电路。其原理电路如图4所示。 自振荡PWM 驱动器的CT 端波形为锯齿波，送到比较器U2的正端；将直流输出 电压分压送到比较器U2的负端。当C 点的电压小于D 点时，E 点为高电平，Q4导通；当B 点为高电平时，F 点为高电平，Q3导通，电感L1储能，电容C2向后级供电。当C 点电压高于D 点时，E 点为低点平，不论F 点电平状态，Q4截止，Q3截止，电感L1经 D5向C2和后级释放储能。这样二极管电流经电感L1连续，各点相关波形如图4（B ）所示。从波形上可以看出F 点波形脉冲宽度小于A 或B ，而且可调，但小于50％；通过 调整R1、R2的分压比，可调整输出电压和输出功率，构成可调输出电路，这在开关电源和电子镇流器中有较广泛的应用。 5 利用TOPSwitch 开关构成的APFC 电路
功率因数校正之基本原理
功率因数校正之基本原理 何谓工率因数？ 功率因数（power factor；pf）定义为实功（real power；P）对视在功率（apparent power；S）之比，或代表电压与电流波形所形成之相角之余弦，如图1。功率因数值可由0至1之间变化，可为电感性（延迟的、指标向上）或电容性（领先的、指标向下）。为了降低电感性之延迟，可增加电容，直到pf为1。当电压与电流波形为同相时，工率因数等于1（cos(0o)=1）。所有努力使工率因数等于1是为了使电路为纯电阻化（实功等于视在功率）。 ▲图1: 功率因数之三角关系。 实功（瓦特）可提供实际工作，此为能量转换元素（例如电能到马达转动rpm）。虚功（reactive power）乃为使实功完成实际工作所产生之磁场（损耗）。而视在功率可想成电力公司提供之总功率，如图1所示。此总功率经由电力线提供产生所需之实功。 当电压与电流皆为正弦波时，如前述定义之功率因数（简称为功因）为电压与电流波形之对应相角，但大部份之电源供应器之输入电流乃非正弦波。当电压为正弦波而电流为非正弦波时，则功因包括两个因素：1)相角位移因素，2)波形失真因素。等式1表示相角位移与波形失真因素之于功因的关系。 ----------------------------------------------------(1)
Irms(1)为电流之主成份，Irms电流之均方根值。因此功率因数校正线路是为了使电流失真最小，且使电流与电压同相。 当功因不等于1时，电流波形没有跟随电压波形，不但有功率损耗，且其产生之谐波透过电力线干扰到连接同一电力线之其它装置。功因越接近1，几乎所有功率皆包含于主频率，其谐波越接近零。 ■了解规范 EN61000-3-2对交流输入电流至第40次谐波规范。而其class D对适用设备之发射有严格之限制（图2）。其class A要求则较宽松（图3）。 ▲图2:电压与电流波形同相且PF=1(Class D)。
有源功率因数校正
有源功率因数校正 编辑锁定 本词条由“科普中国”百科科学词条编写与应用工作项目审核。 有源功率因数校正是指通过有源电路（主动电路）让输入功率因数提高，控制开关器件让输入电流波形跟随输入电压波形，相对于无源功率因数校正电路（被动电路）通过加电感和电容要复杂一些，功率因数的改善要好些，但成本要高一些，可靠性也会降低。 中文名 有源功率因数校正 性质 技术 优点 功率因数的改善要好些 缺点 成本要高一些，可靠性也会降低 目录 1. 1校正电路分类 2. 2工作原理 有源功率因数校正校正电路分类 编辑 常用有源功率因数校正电路分为连续电流模式控制型与非连续电流模式控制型两类。其中，连续电流模式控制型主要有升压型（Boost）、降压型（Buck）、升降压型（Buck-Boost）之分；非连续电流模式控制型有正激型（Forward）、反激型（Fly back）之分。[1] 有源功率因数校正工作原理 编辑 升压型PFC电路 升压型PFC主电路如图所示，其工作过程如下：当开关管Q导通时，电流IL流过电感线圈L，在电感线圈未饱和前，电流线性增加，电能以磁能的形式储存在电感线圈中，此时，电容C放电为负载提供能量；当Q截止时，L两端产生自感电动势VL，以保持电流方向不变。这样，VL与电源VIN串联向电容和负载供电。
升压型PFC主电路 这种电路的优点是：（1）输入电流完全连续，并且在整个输人电压的正弦周期内都可以调制，因此可获得很高的功率因数；（2）电感电流即为输入电流，容易调节；（3）开关管栅极驱动信号地与输出共地，驱动简单；（4）输入电流连续，开关管的电流峰值较小，对输入电压变化适应性强，适用于电网电压变化特别大的场合。主要缺点是输出电压比较高，且不能利用开关管实现输出短路保护。 降压型PFC电路 降压型PFC电路如图所示，其工作过程如下：当开关管Q导通时，电流IL流过电感线圈，在电感线圈未饱和前，电流IL线性增加；当开关管Q关断时，L两端产生自感电动势，向电容和负载供电。由于变换器输出电压小于电源电压，故称为降压变换器。 降压型PFC主电路 （1）这种电路的主要优点是：开关管所受的最大电压为输人电压的最大值，因此开关管的电压应力较小；当后级短路时，可以利用开关管实现输出短路保护。 （2）该电路的主要缺点是：由于只有在输人电压高于输出电压时，该电路才能工作，所以在每个正弦周期中，该电路有一段因输人电压低而不能正常工作，输出电压较低，在相同功率等级时，后级DC/DC变换器电流应力较大；开关管门极驱动信号地与输出地不同，驱动较复杂，加之输人电流断续，功率因数不可能提高很多，因此很少被采用。 升降压型PFC电路 升降压型PFC电路如图所示，其工作过程如下：当开关管Q导通时，电流IIN流过电感线圈，L储能，此时电容C放电为负载提供能量；当Q断开时，IL有减小趋势，L中产生的自感电动势使二极管D正偏导通，L释放其储存的能量，向电容C和负载供电。 图3升压型PFC主电路 （1）该电路的优点是既可对输人电压升压又可以降压，因此在整个输入正弦周期都可以连续工作；该电路输出电压选择范围较大，可根据一级的不同要求设计；利用开关管可实现输出短路保护。
功率因数校正(PFC)的几个小知识
1、什么是功率因数校正(PFC)? 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。 2、为什么我们需要PFC? 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。 什么是谐波? 谐波是一种噪音形式，基本上是由复合的60个循环正弦波组合而成的频率所造成。他们通常发生在电源供应器及其它包括计算机在内等多种频率相关机器。谐波会扭曲基本的正弦波波型, 也会在同一系统的水线及接地线造成偏高的电流。[注: 美国的电源线,有3个pins,就是(Live,火线)-(Neutral,水线)-(Ground,地线)] 有哪些国家规定PFC为电子设备的标准配备? 2001年一月，欧盟正式对电子设备谐波有详细规范，规定凡输出在75W~600W范围间之电子设备产品，都必须通过谐波测试[Harmonics test(EN 61000-3-2)]，测量待测物对电力系统所产生的谐波干扰；中国大陆自2002年5月起，规范凡政府机关采购之电子设备，皆将功率因数校正(PFC)视为电子设备的标准配备功能；日本已着手研拟关于节约电力的各项方案，这是一种未来的趋势，相信在不久的将来，其它国家将陆续跟进。 什么是主动式/被动式功率因数校正(Active/Passive PFC)? 被动式PFC，使用由电感、电容等组合而成的电路来降低谐波电流，其输入电流为低频的50Hz到60Hz，因
功率因数补偿方法及LED照明与功率因数的关系
功率因数补偿方法及LED照明与功率因数的关系 LED = Light Emitting Diode，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光；LED = Large Electronic Display，大型电子展示；LED = Lupus erythematosus disseminatus，播散性红斑狼疮，一种慢性、特发性自身免疫病；led是lead的过去式和过去分词，意为“领导，带领”；俄罗斯Pulkovo机场的IATA 代码。 交流电流过负载时，加在该负载上的交流电压与通过该负载的交流电流产生相位差，人们便从中引出功率因数这一概念。人们生产、生活用电来自电网，电网提供频率为50Hz或60Hz的交流电。作为交流电的负载有电阻、电感、电容三种类型： 1、当交流电通过纯电阻负载时，加在该电阻上的交流电压与通过该电阻的交流电流是同相位的，即它们之间的相位夹角ф= 0°，同时在电阻负载上消耗有功功率，电网要供出能量。 2、当交流电通过纯电感负载时，其上的交流电压的相位超前交流电流相位90°，它们之间的夹角ф= 90°，在电感负载上产生无功功率，电网供给的电能在电感中变为磁场能短暂储存后又回馈到电网变为电能，如此周期性循环，结果电网并不供出能量，故谓“无功功率”，但产生“无功功率”的“无功电流”还是实际存在的。 3、当交流电通过纯电容负载时，亦类似于此，只不过其上的交流电压的相位滞后交流电流相位90°，它们之间的夹角ф= - 90°。 这里，定义相位角度超前为正，相位角度滞后为负。实际负载是电阻、电感的感抗、电容的容抗三种类型的复物，复合后统称“阻抗”，写成数学式即是：阻抗Z= R+j （XL –XC、。交流电通过感性负载时，交流电压的相位超前交流电流相位（0°电路里的感性元件的感抗值正好等于容性元件的容抗值则可以完全补偿，功率因数补偿的办法就源于此。交流电通过阻抗负载时，产生的总功率S称“视在功率”，视在功率S包括有功功率P和无功功率Q两个分量。其中有功功率P = S*Cosф，无功功率Q = S*Sinф。只有当功率因数Cos
有源功率因数校正 总结
有源功率因数校正 一、功率因数的定义 功率因数PF 定义为：功率因数（PF ）是指交流输入有功功率（P ）与输入视在功率（S ）的比值。 PF ＝S P ＝R L L I U I U φcos 1=R I I 1cos φ= γcos φ （1） 式中： γ：基波因数，即基波电流有效值I 1与电网电流有效值I R 之比。 I R ：电网电流有效值 I 1：基波电流有效值 U L ：电网电压有效值 cos Φ：基波电流与基波电压的位移因数 在线性电路中，无谐波电流，电网电流有效值I R 与基波电流有效值I 1相等， 基波因数γ=1，所以PF ＝γ·cos Φ＝1·cos Φ＝cos Φ。当线性电路且为纯电阻性负载时，PF ＝γ·cos Φ＝1·1＝1。 二、有源功率因数校正技术 1．有源功率因数校正分类 （1）按电路结构分为：降压式、升/降压式、反激式、升压式（boost ）。 其中升压式为简单电流型控制，PF 值高，总谐波失真（THD ：Total Harmonic Distortion ）小，效率高，适用于75W~2000W 功率范围的应用场合，应用最为广泛。它具有以下优点： ● 电路中的电感L 适用于电流型控制 ● 由于升压型APFC 的预调整作用在输出电容器C 上保持高电压，所以电容器C 体积小、储能大 ● 在整个交流输入电压变化范围内能保持很高的功率因数 ● 输入电流连续，并且在APFC 开关瞬间输入电流小，易于EMI 滤波 ● 升压电感L 能阻止快速的电压、电流瞬变，提高了电路工作可靠性 （2）按输入电流的控制原理分为：平均电流型（工作频率固定，输入电流
连续）、滞后电流型、峰值电流型、电压控制型。 图1 输入电流波形图 其中平均电流型的主要有点如下： ●恒频控制 ●工作在电感电流连续状态，开关管电流有效值小、EMI滤波器体积小。 ●能抑制开关噪声 ●输入电流波形失真小 主要缺点是： ●控制电路复杂 ●需用乘法器和除法器 ●需检测电感电流 ●需电流控制环路
单级功率因数校正(PFC)变压器的设计
单级功率因数校正（PFC)变压器的设计 1引言 为了减少对交流电网的谐波污染，国际上推出了一些限制电流谐波的标准，如IEC 1000- 3-2，它要求开关电源电源必须采取措施降低电流谐波含量。 为了使输入电流谐波满足要求，必须加入功率因数校正（PFCPFC）。目前应用得最广泛的是PFC级＋DC/DC级的两级方案，它们有各自的开关器件和控制电路。这种方案能够获得很好的性能，但它的缺点是电路复杂，成本高。 在单级单级功率因数校正变换器[1]中，PFC级和DC/DC级共用一个开关管和一套控制电路，在获得稳定输出的同时实现功率因数校正。这种方案具有电路简单、成本低的优点，适用于小功率场合。本文介绍了一种单级PFC变换器的基本原理及其设计设计过程。 2单级PFC变换器 单级PFC变换器的原理图，是一种基于脉宽调制（PWM）的变换器。变换器的PFC级采用Boost 电感电路，而DC/DC级采用双管单端正激电路结构。 PWM集成芯片采用了UC3842，是一种电流型控制的专用芯片，具有电压调整率高、外围元器件少、工作频率高、启动电流小的特点。其输出驱动信号通过隔直电容，连接在驱动变压器变压器原边。驱动变压器采用副边双绕组结构，得到两路同相隔离的驱动信号，从而实现了DC/DC级的双管驱动。 变换器的过流保护由电阻R9检测到开关管的过流信号，封锁UC3842的输出信号，实现过流保护。电压负反馈控制由电阻R12和R13获得输出电压信号。 变换器的工作原理简述如下：当变换器接通电源时，输入交流电压整流后的直流电压经电阻R17降压后，给UC3842提供启动电压。进入正常工作后，二次绕组N3提供UC3842的工作电压（12 V）；绕组N2的高频电压经整流滤波，由TL431获得偏差信号，经光耦隔离后反馈到UC3842，去控制开关管的导通与截止，实现稳压的目的。在一个开关周期Ts内，控制Boost 电感工作在不连续导电模式（DCM）下，使得输入电流波形自然跟随输入电压波形，从而实现了功率因数校正。 3变换器的设计 3.1 EMI滤波器的设计 EMI滤波器能有效地抑制电网噪声，提高电子仪器、计算机和测控系统的抗干扰能力及可靠性[2]。单级PFC变换器的PFC级工作在不连续导电模式下，其输入电流波形为脉动三角波，因此其前端需添加EMI滤波器以滤除高频纹波。 EMI滤波器电路，包括共模扼流圈（亦称共模电感）和滤波电容。共模电感主要用来滤除共模干扰，其电感量与EMI滤波器的额定电流有关。本文中的单级PFC变换器的额定电流为1 A，取共模电感值为15 mH。滤波电容C11和C13主要滤除串模干扰，容量大致为0.01μ F～0.47 μ F。C14和C15跨接在输入端，并将电容器的中点接地，能有效抑制共模干扰，容量范围是2200 pF～0.1 μ F。 3.2功率器件的选取 变换器的开关器件一般均选用功率场效应管（MOSFET），依据输入最高电压时输出最大电流的要求来确定其电压与电流等级，并预留有1.5～2倍的电压和2～3倍的电流裕量。在单管变换器中，开关器件的电压UCEO通常可按经验公式选取
功率因数校正基本原理与谐波概念
功率因数调整和谐波抑制基本原理 关键词：正弦波频率（周期）相位交流电电压电流电阻电感电容功率因数谐波 1、为什么要调整功率因数？ 电能的合理应用要求在传输及分配中要尽量限制电网中所有引起电能损耗的因素，其中重要的因素之一就是无功功率。无功功率因感性负荷所引起，工业以及公共电网上的主要负荷是电阻-电感性的。 电网功率因数调整的目的是通过在某些特定的环节上用超前无功功率来补偿滞后无功功率。此方法还能避免过高压降及额外的电阻损耗。将电容器尽可能地靠近电感负载并联于电网，就可产生所需的超前无功功率。静态电容补偿装置可以减少电网上传输的滞后无功功率。当网络条件改变时，通过增加或减少单个电力电容器，就可逐步调整所需的超前无功功率来补偿滞后无功功率。 2、功率因数调整的好处 ☆输配电成本降低：8到24个月即可收回投资成本，功率因数校正降低了系统中的无功功率、功率损耗进而输配电成本也成比例下降。 ☆有效的利用设备：功率因数的改善意味着电力设备更经济实用的工作（同样的视在功率具有更高的有功功率） ☆改善电压的质量 ☆减少压降 ☆优化电缆尺寸：随着功率因数的提高（载流量减小），电缆横截面也因此减小。或者说，同样的电缆可以传输更多的功率。 ☆较小传输损耗：输电线开关装置的载流量减不，假如只有有功部分，这就意味着输电线的铜损得以降低。 3、谐波的概念 谐波是频率几倍于50H频率的正弦电压和电流。谐波是由非线性电压/电流特性的电子负载的操作而引起的，主要谐波源有以下几类：
①电力电子装置工业常用有整流、逆变、调压和变频器等。 ②电弧炉用于钢铁等行业的交流和直流电弧炉等。 ③家用电器如日光灯、电视机、调速风扇、空调、冰箱等。 ④高新技术设备现代办公和商用计算机、节能灯、核磁共振设备等 发达国家的经验表明，随着科学技术的发展，各种非线性用电设备容量的增长率大大超过电网的发电设备容量的增长率，若不进行有效的谐波控制，供电电压的谐波畸变率可能高达10%。我国电网已开始遭遇并将迅速面临发达国家当前的谐波局面，即谐波源随着高新技术的发展而猛增，电网电压的畸变率也将上升。 谐波畸变可以导致相关设备的误动作，谐波引起的共振甚至破坏电网中的某些设备，谐振可导致以下不良后果： ☆电容器的过载 ☆变压器和传输设备的过载 ☆对测量和控制系统的干扰，对计算机和电气传动装置的干扰 ☆谐振增加，即谐波放大 ☆电压畸变 而有源及无源滤波器可防止这种现象的发生。 4、受谐波影响的功率因数调整 电能对工业而言是极为重要的生产力因素。我们的目标是如何有效地使用它，通过PFC降低无功电流有助于节约电能。现代电力电子设备（驱动装置、不间断电源等）的大量使用所产生的非线性电流正以谐波的方式影响着电网并加重了它的负荷（电网污染），在常规的功率因数调整系统中，电力电容器与电力变压器形成了一个谐振电路，使得谐波电压和电流被放大，严重地加大了谐波的危害程度。 这些谐振现象可通过串联带有滤波扼流圈的电容器得以避免，称去谐功率因数调整系统。去谐系统的自振频率要低于最低的线路谐波频率。这样对于高于基波频率的谐波而言，去谐PFC系统表现为纯感性，对于50Hz的线路频率而言，
功率因数校正控制方案
功率因数校正方案 方案一：采用数字控制 方案：采用MCU （微控制单元）或DSP（数字信号处理）通过编程控制完成系统的功率因数校正。，MCU 时刻检测输入电压、输入电流以及输出电压的值，在程序中经过一定的算法后输出PWM 控制信号，经过隔离和驱动控制开关管，从而提高输入端的功率因数。采用数字控制的优点是通过软件调整控制参数，使系统调试方便，减少了元器件的数量。缺点是软件编程困难，采样算法复杂，计算量大，难以达到很高的采样频率，此外还要注意控制器和主电路的隔离和驱动。 方案二：采用模拟控制 方案：采用专用PFC（功率因数校正）控制芯片来完成系统功率因数的校正。整流后的线电压与误差放大器处理的输出电压相乘，建立电流的参考信号，该参考信号就具有输入电压的波形，同时也具有输出电压的平均幅值。因此在电流反馈信号的作用下，误差放大器控制的PWM 信号基本变化规律是成正弦规律变化的，于是得到一个正弦变化的平均电流，其相位与输入电压相同，达到功率因数校正的目的。该方案的优点是，使用专用IC 芯片，简单直接，无需软件编程。缺点是电路调试麻烦，易受噪声干扰。模拟PFC 控制是当前的工业选择，且技术成熟，成本低，使用方便。通过比较，系统选用方案二，采用TI 公司专用PFC 控制芯片UCC28019 来完成功率因数的校正。 方案一：LC校正电路根据电感电流不能突变的原理，整流后采用LCC滤波电路,可在一定程度上提高功率因素PF，一般可达0.8～0.9。优点是电路简单、可靠性高、成本低、EMI（电磁干扰）小；缺点是体积大、重量重，电感损耗较大，PF很难接近1。 方案二：填谷式PF校正电路使用电容C1～C2及二极管D5～D7构成填谷式滤波电路，扩展了整流二极管电流波形导通角θ，二极管D6后可串联浪涌电流限制电阻R，可将PF提高到0.8～0.9之间。该电路优点：体积略小于LC校正电路，可靠性高，EMI小，PF也容易达到0.85以上；缺点是输出功率小，只能用在输出功率小于25W的AC-DC变换器中，损耗相对较大，输入电压允许变化范围小，一般不超过15%。电路原理图如图2.1所示。 2.1 填谷式电路 方案三：有源功率因素校正(APFC)电路在整流器与负载之间插入具有特定功能的DC-DC变换器，使输入电流波形尽可能接近正弦波，构成有源功率因素校正电路（APFC）。该技术优点是：电路体积小，校正后的PF接近1；输入电压变化范围大，目前支持全电压范围(90V～265V)的APFC电路技术非常成熟、应用也很普及，因此在输出功率为20W～300W的AC-DC 变换器中使用APFC电路来改善电流波形THD（总谐波失真）参数较为合适。缺点是：该电
UC3854的单级式功率因数校正
文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 基于UC3854的单级式功率因数校正的研究 *引言 近年来，随着电子技术的发展，各种办公自动化设备，家用电器，计算机被大量使用，然而，在这些设备的内部都离不开一个共同的“心脏”——开关电源，即将市电转化为直流电源，以供给系统的需求。在这个转换过程中，由于一些非线性元件的存在，导致输入的交流电压虽然是正弦的，但输入的交流电流却严重畸变，功率因数PF=0.67。如图1所示。 图1.输入电压电流波形 脉冲状的输入电流，含有大量的谐波，而谐波的存在，不但对公共电力系统产生污染，易造成电路故障，而且严重降低了系统的功率因数。本课题基于此问题进行有源功率因数校正技术的模拟控制策略研究，设计了基于UC3854为核心的功率因数校正系统，实现了电源装置网侧电流正弦化，功率因数接近1，极大地减少了电流谐波，消除了对公共电力系统的污染。 1．主电路拓扑结构 主电路采用单级功率因数校正器，主要是将PFC级和DC/DC变换级集成在一起，两级共用一只功率器件，它与传统的两级电路相比省掉了一只功率器件，增加了一个二极管。系统拓扑如图2所示。另外，其控制采用常规的PWM方式，相对简单。 iac AC PFC DC/DC 图2.单级有源功率因数校正
文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持. 2.有源功率因数校正电路原理 有源功率因数校正电路原理 整流器输出电压u d 、升压变换器输出电容电压u C 与给定电压U *c 的差值都同时作为乘法器的输入，构成电压外环, 而乘法器的输出就是电流环的给定电流I *s 。 升压变换器输出电容电压u C 与给定电压U *c 作比较的目的是判断输 EMI 滤波器 u i i i ＋－ u d C 1 P WM 形成电路L 1 V 乘法器 i F * s I u d VD C 采样滤波 U o u C － ＋△ ∞* c U
EMC中功率因数的解释与意义
EMC中功率因数的解释与意义 引子—国内销售曾问我，客户有问到功率因数，并考虑功率因数高的电源有否必要—在考虑成本的前提下？ 一．先解释下功率因数的定义与混乱之处： 1.输入负载（这里指灯具）的交流电压与输入负载的交流电流所产生的相位差,用PF字母表示。-实际上这个解释对于销售人员过于专业。 2.口语化解释：功率因数这个值讲的就是负载（这里指灯具）对电网电能的利用率。 3.纯阻性负载的功率因数为1（典型例子是白炽灯），因其不消耗无功功率，交流电在负载上没有产生相位差---即市电电网提供多少能量此负载即完全消耗多少能量，不会产生市电电网自身因无功功率所产生损耗，也就是提高了市电电网的带负载能力。 4.电表是按有功功率来计费，即无功功率在电网损耗后，不计在电表上。 5.电源效率是指电源的输出功率与输入功率的比例，效率越高只能说明电源本身的损耗越小。--功率因数与效率都按百分比表示时销售经常会混淆。 二．功率因数高低的具体影响 上面讲到了功率因数影响的是市电电网的带负载能力-简单的讲就是电网提供了100W的电能（不计电网传输损耗，这里说的是视在功率），负载（这里指灯具）的功率因数只有0.6的情况下，实际这个负载只消耗60W的电能，其它的电能通过无功功率所产生的电流反馈到了电网，严重的会污染电网。（污染是指谐波通过传导影响到电网-即EMI） 实际上负载所标的功率都是负载标称值，也就是额定功率—这里都是有功功率。 三．国内电网对功率因数的措施 说到功率因数的影响这么大，国家供电机构肯定对这种消耗资源的方式早就有了措施。 1.供电所、用电企业的配电房安装功率因数控制装置。--这个集中式的，针对大型的用电场所，与供电的源头。
功率因数校正电路(pfc)电路工作原理及应用
功率因数校正(英文缩写是PFC)是 目前比较流行的一个专业术语。PFC 是在20世纪80年代发展起来的一项新技术，其背景源于离线开关电源的迅速发展和荧光灯交流电子镇流器的广泛应用。PFC 电路的作用不仅仅是提高线路或系统的功率因数，更重要的是可以解决电磁干扰(EMI)和电磁兼容(EMC)问题。 线路功率因数降低的原因及危害 导致功率因数降低的原因有两个，一个是线路电压与电流之间的相位角中，另一个是电流或电压的波形失真。前一个原因人们是比较熟悉的。而后者在电工学等书籍中却从未涉及。 功率因数(PF)定义为有功功率(P)与视在功率(S)之比值，即PF=P/S 。对于线路电压和电流均为正弦波波形并且二者相位角Φ时，功率因数PF 即为COS Φ。由于很多家用电器(如排风扇、抽油烟机等)和电气设备是既有电阻又有电抗的阻抗负载，所以才会存在着电压与电流之间的相位角Φ。这类电感性负载的功率因数都较低(一般为0.5-0.6)，说明交流(AC)电源设备的额定容量不能充分利用，输出大量的无功功率，致使输电效率降低。为提高负载功率因数，往往采取补偿措施。最简单的方法是在电感性负载两端并联电容器，这种方法称为并联补偿。 PFC 方案完全不同于传统的“功率因数补偿”，它是针对非正弦电流波形而采取的提高线路功率因数、迫使AC 线路电流追踪电压波形的瞬时变化轨迹，并使电流与电压保持同相位，使系统呈纯电阻性的技术措施。 长期以来，像开关型电源和电子镇流器等产品，都是采用桥式整流和大容量电容滤波电路来实现AC-DC 转换的。由于滤波电容的充、放电作用，在其两端的直流电压出现略呈锯齿波的纹波。滤波电容上电压的最小值远非为零，与其最大值(纹波峰值)相差并不多。根据桥式整流二极管的单向导电性，只有在AC 线路电压瞬时值高于滤波电容上的电压时，整流二极管才会因正向偏置而导通，而当AC 输入电压瞬时值低于滤波电容上 的电压时，整流二极管因反向偏置而截止。也就是说，在AC 线路电压的每个半周期内，只是在其峰值附近，二极管才会导通(导通角约为70°)。虽然AC 输入电压仍大体保持正弦波波形，但AC 输入电流却呈高幅值的尖峰脉冲，如图l 所示。这种严重失真的电流波形含有大量的谐波成份，引起线路功率因数严重下降。若AC 输入电流基波与输入电压之间的位移角是Φ1，根据傅里叶分析，功率因数PF 与电流总谐波失真(度)THD 之间存在下面关系： 而是由二极管、电阻、电容和电感等无源元件组成。无源PFC 电路有很多类型，其中比较简单的无源PFC 电路由三只二极管和两只电容组成，如图2所示。这种无源PFC 电路的工作原理是：当50Hz 的AC 线路电压按正弦规律由0向峰值V m 变化的1/4周期内(即在0 功率因数、峰值系数、浪涌系数的概念 已发布2009/04/23 03:01 下午 | 已更新2009/05/04 04:22 下午 | 解答ID 9867 功率因数、峰值系数、浪涌系数的概念 功率因数、峰值因数和浪涌系数经常用来表述UPS的性能。 功率因数：功率是描述能量传输的参数，直流系统中，功率就是电压与电流的乘积。交流系统中，功率就不是这样一个简简单单的乘积，系统中一部分电流并没有提供给负载，我们称之为谐波电流。由此产生视在功率（VA），大于有功功率。视在功率与有功功率之间存在的系数就是功率因数。考虑到这一点，我们用伏安（VA）来表述视在功率，而用瓦特（W）来表述有功功率。 线形负载的视在功率与有功功率无甚差别，但是对于很多负载来说两者之间的差别很大。计算机设备的功率因数一般为0.65,这就意味着视在功率比有功功率大将近50%。IT类设备，例如服务器，路由器，HUB，存储设备等，电源部分由于采用了功率因数矫正设计，对于电网来说，它们近似于线形负载。相对于日光灯、电机等负载来说，这种负载较为清洁，产生较少的谐波电流。 电池运行时间和UPS的有功功率有关系，但是，很多厂家在注明电池在满载下的运行时间时都标明伏安，而不是瓦特。例如，一台10K的UPS满载下可以运行20分钟，在负载功率因数为0.65的前提下，负载量满载时只有6500W，而此UPS有功功率为9000W，这就意味着实际负载量为6500/9000，即72%。而20分钟的运行时间在实际以瓦特为单位的满负载下就不足20分钟。为了避免造成这种误解，机器的运行时间参数应该以瓦特而不是伏安为基础。 峰值因数：是指电流峰值与平均值的比率，大部分电气设备的峰值因数为1.4,PC 机峰值因数为2至3。若负载的峰值因数大于1.4,前端供电设备必须提供负载所需要的峰值电流，否则供电设备的输出电压波形会产生失真。负载峰值因数因前端供电设备的不同而有差异，甚至当负载从一个输入插口移到另一个插口时，峰值因数也会有所变化。目前大家普遍认为峰值因数是计算机负载所固有的，而实际上，它是负载与电源相互作用的结果。负载的峰值因数数值取决于电网的电压波形，在电源设备输出电压波形为纯正弦波的前提下，没有输入功率因数矫正设计的负载的峰值因数一般为2到3，在电源设备输出电压波形为阶梯波的前提下，此种负载设备的峰值因数一般为1.4至1.9。SU机型在带满载时峰值因数为3，带半载时峰值因数为4，1/4负载时峰值因数为8，BK类产品满载时峰值因数为1.6,半载时为2。 浪涌系数：此参数经常会和UPS系统中所采用的浪涌抑制相混淆。浪涌系数与UPS的瞬间过载能力有关，是用来表述UPS应对负载启动时产生的瞬间启动电流的数值。电机、压缩机等负载浪涌系数较大。对于计算机类负载来说，浪涌系 常用有源功率因数校正电路分类及工作原理分析 来源：半导体器件应用网 摘要：常用有源功率因数校正电路分为连续电流模式控制型与非连续电流模式控制型两类。其中，连续电流模式控制型主要有升压型(Boost)、降压型(Buck)、升降压型(Buck-Boost)之分;非连续电流模式控制型有正激型(Forward)、反激型(Fly back)之分，下面对这几种电路的工作原理分别加以介绍。 关键字：有源功率因数校正电路,升压型PFC, PFC电路,工作原理 常用有源功率因数校正电路分为连续电流模式控制型与非连续电流模式控制型两类。其中，连续电流模式控制型主要有升压型(Boost)、降压型(Buck)、升降压型(Buck-Boost)之分;非连续电流模式控制型有正激型(Forward)、反激型(Fly back)之分，下面对这几种电路的工作原理分别加以介绍。 1.升压型PFC电路 升压型PFC主电路如图1所示，其工作过程如下：当开关管Q导通时，电流IL 流过电感线圈L，在电感线圈未饱和前，电流线性增加，电能以磁能的形式储存在电感线圈中，此时，电容C放电为负载提供能量;当Q截止时，L两端产生自感电动势VL，以保持电流方向不变。这样，VL与电源VIN串联向电容和负载供电。 图1 升压型PFC主电路 这种电路的优点是：(1)输入电流完全连续，并且在整个输人电压的正弦周期内都可以调制，因此可获得很高的功率因数;(2)电感电流即为输入电流，容易调节;(3)开关管栅极驱动信号地与输出共地，驱动简单;(4)输入电流连续，开关管的电流峰值较小，对输入电压变化适应性强，适用于电网电压变化特别大的场合。主要缺点是输出电压比较高，且不能利用开关管实现输出短路保护。 2.降压型PFC电路 无功补偿对低压电网功率因数的影响(一) 摘要:依据用电设备的功率因数，可测算输电线路的电能损失。通过现场技术改造，可使低于标准要求的功率因数达标，实现节电目的。本文分析了无功补偿的作用和补偿容量的选择方法，着重论述了低压电网和异步电动机无功补偿容量的配置。结合应用实例说明采用无功补偿技术，提高低压电网和用电设备的功率因数，已成为节电工作的一项重要措施。 关键词:节电技术功率因数无功补偿 0引言 无功补偿，就其概念而言早为人所知，它就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。无功补偿的合理配置原则：①总体平衡与局部平衡相结合，以局部为主。②电力部门补偿与用户补偿相结合。在配电网络中，用户消耗的无功功率约占50%～60%，其余的无功功率消耗在配电网中。因此，为了减少无功功率在网络中的输送，要尽可能地实现就地补偿，就地平衡，所以必须由电力部门和用户共同进行补偿。③分散补偿与集中补偿相结合，以分散为主。集中补偿，是在变电所集中装设较大容量的补偿电容器。分散补偿，指在配电网络中分散的负荷区，如配电线路，配电变压器和用户的用电设备等进行的无功补偿。集中补偿，主要是补偿主变压器本身的无功损耗，以及减少变电所以上输电线路的无功电力，从而降低供电网络的无功损耗。但不能降低配电网络的无功损耗。因为用户需要的无功通过变电所以下的配电线路向负荷端输送。所以为了有效地降低线损，必须做到无功功率在哪里发生，就应在哪里补偿。所以，中、低压配电网应以分散补偿为主。④降损与调压相结合，以降损为主。 1影响功率因数的主要因素 1.1异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的主要设备异步电动机的定子与转子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素。而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。变压器消耗无功的主要成份是它的空载无功功率，它和负载率的大小无关。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长其处于低负载运行状态。 1.2供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响当供电电压高于额定值的10%时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110%时，一般工厂的无功将增加35%左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。 1.3电网频率的波动也会对异步电机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响 1.4以上论述了影响电力系统功率因数的一些主要因素，因此必须要寻求一些行之有效的、能够使低压电力网功率因数提高的一些实用方法，使低压网能够实现无功的就地平衡，达到降损节能的效果。 2低压配电网无功补偿的方法 提高功率因数的主要方法是采用低压无功补偿技术，我们通常采用的方法主要有三种：随机补偿、随器补偿、跟踪补偿。 2.1随机补偿随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机，同时投切。随机补偿适用于补偿电动机的无功消耗，以补励磁无功为主，此种方式可较好地限制用电单位无功负荷。随机补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，而且不需频繁调整补偿容量。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活，维护简单、事故率低等。 2.2随器补偿随器补偿是指将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧，以补偿配电功率因数、峰值系数、浪涌系数的概念
常用有源功率因数校正电路分类及工作原理分析
无功补偿对低压电网功率因数的影响(一)