功率因数修正电路

✍ dations ◷ 2025-12-10 06:50:37 #滤波器理论,电力,功率电子学,电力电路

功率因数修正电路(power factor correction)简称PFC,是可以改善交流电源端功率因数的电路。是开关模式电源中常见的电路之一。可分为被动功率因数修正(无源功率因数修正、passive PFC)、主动功率因数修正(有源功率因数修正、active PFC)及动态功率因数修正(Dynamic PFC)。

最简单降低谐波电流的方式是使用只含有被动(无源)元件的滤波器,此作法称为被动功率因数修正或无源功率因数修正(passive PFC)。

对于谐波电流,可设计一滤波器,只让基频(50或60Hz)频率的电流通过,滤波器可降低谐波电流,因此会使非线性元件的输入电流会和线性元件比较接近。若要使功率因尽可能接近1,需要使用电容器或电感器或两者并用。一般这类的滤波器需使用大电流的电感器,其体积也比较大。相较于主动功率因数修正(active PFC)的电感器,被动功率因数修正需要的电感器体积较大,但价格较低。

除了使用电容器、电感器的组合外,也可以使用电容器组来修正负载的非线性电流,其中一个例子是使用填谷式电路。被动式功率因数修正的修正效果,电感器电容器组合电路修正后的功率因数在0.7至0.8之间,填谷式电路的则在0.9左右或更高一些。但效果仍不如主动功率因数修正,产生的热量较主动式功率因数修正的要大些。

而被动功率因数修正的电效率一般较主动功率因数修正要好。电脑电源供应器的被动功率因数修正其效率一般到达96%左右,而一般主动功率因数修正效率约为94%。此外,一般被动式功率因数修正的电路会比主动式功率因数修正的要简单,工作更为可靠稳定。

主动功率因数修正或有源功率因数修正(active PFC)是指可调整负载的输入电流,改善功率因数的电力电子系统,其主要目的是使输入电流接近纯电阻式负载的电流,使其视在功率等于有功功率。理想状态下其电压和电流相位相同,而其产生或消耗的无功功率为0,使电源端可以最有效率的传递能量给负载。

以下是一些主动功率因数修正的分类:

主动功率因数修正可以是单级的电能转换,也可以是多级的电能转换。

以电源供应器为例,Boost转换器会放在整流二极管和主电容器之间。Boost转换器会设法在输入电流和电压同相位及相同频率的条件下,维持其输出是一固定的直流电压。电源供应器中另一个开关电源将固定的直流电压转换为需要的输出电压。此作法会需要增加半导体开关及电子控制线路,但其被动元件的体积会比较小,在实务上常常使用。

有些设计会用二组的Boost转换器,轮流启动,二组转换器产生的涟波电流有部分会互相抵消,输出涟波电流会比较小,即为交错式(interleaving)功因修正。

若是三相交流输入的电源供应器,可以用Vienna整流器组态来提升功率因素。

有主动功率因数修正的开关电源,功率因数最高可以到0.99,而没有功率因数修正的开关电源,其功率因数只有0.55–0.65。

由于其输入电压的范围相当广,许多有主动功率因数修正的电源供应器可以配合输入电压自动调整,电压范围由100V(日本)到230V(欧洲),功率较大的笔记式电脑的电源供应器多半都有此功能。

动态功率因数修正(Dynamic PFC)是指利用电力电子设备(如闸流体)高速开关电容及电感来提高系统的功率因数。传统的控制方法(断电器)需要数秒的反应时间,无法应付快速改变的负载,而且只能开关特定数量的电容器组。使用闸流体的电容器组只需要一个周期(20ms)的反应时间,而且能改变输出功率。

相关

  • 嘴巴口腔,简称口,俗称嘴巴、嘴或咀,是指唇、腭、面颊和口腔底之间的空间,向上它与鼻腔相通。向后口腔与两个颌弓后的咽腔相连。口腔的后面的开口是咽峡,前面的开口是嘴。整个口腔的内
  • 刘 斌刘斌可以指:
  • 美国联邦巡回区上诉法院美国联邦巡回区上诉法院(United States Court of Appeals for the Federal Circuit,或译联邦巡回上诉法院,法律引用中常缩写为 Fed. Cir. 或C.A.F.C.)是位于华盛顿的一个联邦上
  • 呼日门苏木呼日门苏木(蒙古语:Хүрмэн)是蒙古国南戈壁省下辖的一个县,位于蒙古国最南部,南与中国内蒙古阿拉善左旗接壤,政府驻地距省首府达兰扎德嘎德53.6千米。面积12390平方公里,到201
  • 淑女伊芙《淑女伊芙》是一部1941年的美国神经喜剧电影。影片讲述了一对在豪华游轮上结识的欢喜冤家的故事,剧本由普雷斯顿·斯特吉斯根据蒙克顿·霍夫的小说改编,斯特吉斯任导演(这是他
  • 漫画法律保护基金会漫画法律保护基金会(Comic Book Legal Defense Fund, CBLDF)是美国一家成立于1986年的非盈利性组织,其宗旨是保护漫画作者、出版者、零售商的美国宪法第一修正案中规定的权益,并
  • 豪客摩天轮豪客摩天轮(英语:High Roller)是位于美国内华达州天堂市赌城大道上一座高550-英尺 tall(167.6-米), 直径520-英尺(158.5-米)的巨型摩天轮,由凯撒娱乐集团(英语:Caesars Entertainment
  • 怀国模怀国模(1932年12月15日-2020年6月27日),浙江嘉兴人,中国国防工业人物,中国人民解放军中将。国防科工委原副主任。 1932年出生于浙江嘉兴。1937年七七事变后,日本全面侵华一家人转辗
  • 台南州祠庙名鉴《台南州祠庙名鉴》出版于1933年,作者是相良吉哉,该书介绍了当时位于台南州境内(今台湾云林县、嘉义县、嘉义市与台南市)的神社、祠庙的资料,并附有照片,其中有些庙宇现已不存或经
  • 李政厚李政厚(韩文:이정후,英文:Lee Jung-Hoo,1998年8月20日-)为韩国的职业棒球选手,守备位置为外野手,效力于韩国职棒培证英雄队。因父亲是以“风之子”著称的李锺范,故外号为“风之孙”。