1. PFC简介 PFC(Power Factor Correction)又称功率因数矫正,主要是对输入电流的波形进行控制,使其与输入电压波形同步,提高功率因数,减少谐波含量,是能够解决因容性负载导致电流波形严重畸变而产生的电磁干扰(EMl)和电磁兼容(EMC)问题。功率因数是指有功功率与视在功率(总耗电量)的比值。当功率因数越大,电力利用率越高。开关电源是一种电容输入型电路,其电流和电压之间相位差会造成交换功率的损失。 交流电在纯电阻负载上电流和电压是同相位的,即纯电阻是消耗功率器件;交流电在纯电容负载上电流超前电压90°;交流电在纯电感负载上电压超前电流90°,电感和电容都是储存功率的器件。
2. PFC电路分类及其作用目前PFC有被动式PFC(无源PFC)以及主动式PFC(有源式PFC)。
1.被动式PFC有两种类型:
一种是电感补偿式,在整流桥堆和滤波电容之间加入一个电感(适当选取电感量),其工作原理是利用电感减小交流输入的基波电流与电压的相位差,从而提高功率因数;
另一种是填谷电路式,其工作原理是利用整流桥后面的填谷电路来增大整流管的导通角,通过填平谷点,使输入电流从尖峰脉冲变为接近于正弦波的波形,该电路与电感补偿式相比,具有电路简单的优点,功率因数补偿效果好。
2.主动式PFC由电感电容及其元器件组成,通过专用的IC去调整电流波形,对电流电压间的相位差进行补偿,主动式PFC可用作辅助电源,而且其输出直流电压纹波很小。
3. PFC电路基本结构和工作原理
3.1 容性负载对供电电压以及电流的影响开关电源都是利用整流电路后的一个大电容进行滤波的,这使得电路的负载特性为容性,由于滤波电容的充放电特性,使电容两端的输出电压波形为锯齿波的纹波,所以电容两端的最小电压并不为零,最大电压为锯齿波的峰值。
由于整流桥二极管的单向导电的特性,当AC线路的电压的瞬时值小于电容两端的电压时,整流二极管反向偏置截止,当AC线路的电压瞬时值大于电容两端的电压时,整流二极管正向导通。因此,AC侧的输入电流呈现高幅值的尖峰脉冲。电流的导通角太小,要提高功率因数就要设法电流的波形在整个周期内能够追踪到电压的波形。
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