ＰＦＣ开关电源功率因数校正原理 ＰＦＣ开关电源功率因数校正原理 一、什么是功率因数补偿，什么是功率因数校正： 功率因数的定义为有功功率与视在功率的比值． 功率因素补偿:这项技术主要是针对因具有感性负载的交流用电器具的电压和电流不同相(图 1)而引起的供电效率低下,提出的改进方法(由于感性负载的电流滞后所加电压,电压和电流的相位不同,使供电线路的负担加重,导致供电线路效率下降,这就要求在感性用电器具上并联一个性质相反的电抗元件.用以调整该用电器具的电压、电流相位特性.例如:当时要求所使用的 40W 日光灯必须并联一个 4.75μF 的电容器).用电容器并联在感性负载的两端,利用电容上电流超前电压的特性,用以补偿电感上电流滞后电压的特性,使总的特性接近于阻性,从而改善效率低下的方法叫做功率因数补偿 (交流电的功率因数可以用电源电压与负载电流两者相位角的余弦函数值 cosφ 表示)。 图 1 在具有感性负载中供电线路中电压和电流的波形 常规开关电源功率因数低是由于开关电源都是在整流后,用一个大容量的滤波电容使输出电压平滑,因此负载特性呈现容性.这就造成了交流 220V 在整流后,由于滤波电容的充、放电作用,在其两端的直流电压上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. 图 2 全波整流电压和 A C 输入电流波形 因为根据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.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 2 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. 在正半个周期内(180º),整流二极管的导通角大大小于180º,甚至只有 30º～70º.由于要保证负载功率的要求,在极窄的导通角期间,会产生极大的导通电流,使供电电路中的供电电流呈脉冲状态.它不仅降低了供电的效率,更为严重的是,它在供电线路容量不足或电路负载较大时,会产生严重的交流电压波形畸变(图 3),并产生多次谐波,从而干扰了其它用电器具的正常工作(这就是电磁干扰－EMI 和电磁兼容－EMC 问题)。 图 3 正常供电电压波形和接入容性负载后电压波形畸变 二、怎样进行功率因数校正： ...
