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什么是功率因數校正(PFC)?其作用是什么?

2020-11-10 19:13

功率因數校正(power factor correction)簡稱PFC,主要為改善電源供應器輸入端有效功率與視在功率的比值,是開關模式電源中常見的電路之一。 一般不含 PFC 線路的機型,其輸入端的功率因數只有 0.4~0.6,而具有主動式 PFC 線路則可以達 0.95 以上,其相關式如下:

視在功率 = 輸入電壓 x 輸入電流(VA)

有效功率 = 輸入電壓 x 輸入電流 x 功率因子(W)

以環保的層面看:電力公司發電廠必須產生大于視在功率的電能,其發電機組才可以穩定供給市場電能需求,而電能的實際使用則是有效功率。如果功率因數為0.5,表示發電機組發出大于 2VA 電力,才能安全供給電能 1W 的需求,其能源運作效益差。反之,若功率因數改善為 0.95,則電力公司發電機組只要發出大于1.06VA 電力,供給電能 1W 的需求便無問題,能源的運作效益較佳。

功率因數校正一般分為被動功率因數校正(無源功率因數校正、passive PFC)、主動功率因數校正(有源功率因數校正、active PFC)

有無功率因數校正功能的波形圖

被動功率因數校正

最簡單降低諧波電流的方式是使用只含有被動(無源)元件的濾波器,此作法稱為被動功率因數校正或無源功率因數校正(passive PFC)。

被動式功率因數校正的校正效果,可以通過電感器電容器組合電路校正,其功率因數在0.7至0.8之間,或者是通過填谷式電路的方式,其功率因數可以在0.9左右或更高一些。但效果仍不如主動功率因數校正,產生的熱量較主動式功率因數校正的要大些。

主動功率因數校正

主動功率因數校正或有源功率因數校正(active PFC)是指可調整負載的輸入電流,改善功率因數的電力電子系統,其主要目的是使輸入電流接近純電阻式負載的電流,使其視在功率等于有功功率。理想狀態下其電壓和電流相位相同,而其產生或消耗的無功功率為0,使電源端可以最有效率的傳遞能量給負載。而我們公司所銷售的臺灣明緯開關電源有機殼型(RSP)、導軌型(NDR、SDR)等多種機型都具有PFC功能。

帶有功率因數校正功能PFC的開關電源