【導讀】功率因數校正 (PFC) 是客戶在選擇電源時尋求的功能之一，因為它對設備的整體效率起著巨大的作用。本文檔介紹了功率因數校正 (PFC) 的基本事實和原理以及管理該功能的法規。它還討論了常見的原因以及為了獲得 PFC 應避免的事情。

簡介

功率因數校正 (PFC) 是客戶在選擇電源時尋求的功能之一，因為它對設備的整體效率起著巨大的作用。本文檔介紹了功率因數校正 (PFC) 的基本事實和原理以及管理該功能的法規。它還討論了常見的原因以及為了獲得 PFC 應避免的事情。

什麼是功率因數

功率因數 (pf) 定義為有功功率 (P) 與視在功率 (S) 之比
，或表示電流和電壓之間的相位角的餘弦（對於電流和電壓的純正弦波）和電壓波形（見圖1）。功率因數可以在 0 到 1 之間變化
，並且可以是感性的（滯後
，指向上）或容性的（超前，指向下）。為了減少感應滯後
，添加電容器直至 pf 等於 1。當電流和電壓波形同相時
，功率因數為 1 (cos (0°) = 1）。使功率因數等於 1 的全部目的是使電路看起來純電阻（視在功率等於有功功率）。

有功功率（瓦）產生實際功
；這是能量傳輸部分（例如電到電機的轉速）。無功功率是產生磁場（損耗功率）以完成實際工作所需的功率，其中視在功率被視為電力公司提供的總功率，如圖 1 所示。該總功率為通過主電源提供的電力，以產生所需的有功功率。

效率低下的原因

開關模式電源 (SMPS) 的一個問題是它們不使用任何形式的功率因數校正，並且輸入電容器 CIN（如圖 4 所示）僅在 VIN 接近 VPEAK 或 VIN 為大於電容器電壓VCIN。如果 CIN 是使用輸入電壓頻率設計的，則電流看起來會更接近輸入波形（取決於負載）；然而，主線上的任何微小中斷都會導致整個係統產生負麵反應。也就是說，在設計SMPS時，CIN的保持時間設計得大於VIN的頻率，這樣
，如果VIN出現毛刺，錯過幾個周期，CIN將有足夠的能量存儲以繼續為其負載供電。

圖 3 表示 VCIN(t)（如圖 4 中的電路所示）的理論結果，負載非常輕，因此 CIN 放電非常少。隨著負載阻抗的增加
，後續峰值之間的 VCIN(t) 將會有更多的壓降，但相對於總 VIN 隻占很小的百分比（例如
，輸入為 120V
，可能會出現 3-5 伏的壓降。如前所述

，隻有當 VIN 大於其存儲電壓時
，CIN 才會充電，這意味著非 PFC 電路隻會在整個周期時間內為 CIN 充電一小部分。

90 度後（圖 4）

，電橋的半周期降至電容器電壓 (CIN) 以下

；它對電橋進行反向偏置
，抑製電流流入電容器（通過 VIN）。注意電感的輸入電流尖峰有多大。供應鏈中的所有電路（牆壁布線、電橋中的二極管、斷路器等）必須能夠承載如此巨大的峰值電流。在這些短時間內，CIN 必須充滿電，因此會從 VIN 中(zhong)汲(ji)取(qu)短(duan)時(shi)間(jian)內(nei)的(de)大(da)電(dian)流(liu)脈(mai)衝(chong)。有(you)一(yi)種(zhong)方(fang)法(fa)可(ke)以(yi)平(ping)均(jun)這(zhe)個(ge)尖(jian)峰(feng)
，這(zhe)樣(yang)它(ta)就(jiu)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)周(zhou)期(qi)的(de)剩(sheng)餘(yu)時(shi)間(jian)來(lai)積(ji)累(lei)能(neng)量(liang)，本(ben)質(zhi)上(shang)是(shi)通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)校(xiao)正(zheng)來(lai)平(ping)滑(hua)巨(ju)大(da)的(de)峰(feng)值(zhi)電(dian)流(liu)。

為了更緊密地跟隨 VIN 並且不產生這些高幅度電流脈衝
，CIN 必bi須xu在zai整zheng個ge周zhou期qi內nei充chong電dian，而er不bu僅jin僅jin是shi其qi中zhong的de一yi小xiao部bu分fen。當dang今jin的de非fei線xian性xing負fu載zai使shi得de我wo們men不bu可ke能neng知zhi道dao何he時shi需xu要yao大da的de浪lang湧yong電dian流liu，因yin此ci在zai整zheng個ge周zhou期qi內nei保bao持chi電dian容rong器qi的de浪lang湧yong恒heng定ding是shi有you益yi的de，並bing且qie允yun許xu使shi用yong更geng小xiao的deCIN。這種方法稱為功率因數校正。

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