功率因數(shù)校正詳解,功率因數(shù)校正電路介紹
一、功率因數(shù)基礎(chǔ)
一、功率因數(shù)基礎(chǔ)
功率因數(shù)被明確定義為設(shè)備傳輸至輸出端的能量與從輸入電源獲取的總能量之比。聚焦于整流電路，為提升輸出直流的平滑性，輸出端通常并聯(lián)濾波電容。然而，此類濾波電容的接入會導(dǎo)致交流輸入電壓與輸入電流間出現(xiàn)相位偏移。基于功率因數(shù)的定義 —— 有效功率與視在功率的比值，且當(dāng) AC 電壓和電流間的相位差為 φ 時，功率因數(shù)（PF）=cosφ。低功率因數(shù)不利于電路效率，因此提升 PF 成為關(guān)鍵訴求。但整流電路中，僅當(dāng) AC 電壓高于濾波電容兩端電壓 Vc 時才有輸入電流，這一特性致使 AC 電流波形偏離正弦，對功率因數(shù)造成嚴(yán)重影響。為矯正 AC 電流波形，使其盡量復(fù)歸正弦形態(tài)，功率因數(shù)校正（PFC）電路應(yīng)運(yùn)而生。
二、功率因數(shù)低的主要成因
（一）位移
當(dāng)電路中電壓和電流波形呈現(xiàn)異相狀態(tài)時，位移現(xiàn)象隨之產(chǎn)生，這通常與電路中的電感或電容等電抗元件密切相關(guān)。
（二）失真
波形的原始輪廓若發(fā)生畸變，即為失真，一般由整流器等非線性電路引發(fā)。此類非線性波蘊(yùn)含豐富的諧波成分，進(jìn)而導(dǎo)致電網(wǎng)電壓失真。
三、功率因數(shù)校正（PFC）策略
PFC 著力于提升設(shè)備功率因數(shù)，依據(jù)校正對象差異，采用不同方法。
（一）位移問題解決
常規(guī)做法是引入外部無功元件，對電路總無功功率實施補(bǔ)償，以此化解位移問題。
（二）失真問題解決
無源功率因數(shù)校正（PFC） ：借由無源濾波器濾除諧波，達(dá)成提升功率因數(shù)的目標(biāo)。此方法在低功率場景應(yīng)用較廣，但在高功率場景下，其校正效果難以令人滿意。
有源功率因數(shù)校正（PFC） ：倚仗開關(guān)變換器對失真波進(jìn)行調(diào)制，重塑其為正弦波。重塑后的信號中，諧波僅存在于開關(guān)頻率處，便于后續(xù)濾除。盡管有源 PFC 是當(dāng)下最優(yōu)的功率因數(shù)校正手段，但卻提升了設(shè)計復(fù)雜度。
四、功率因數(shù)校正電路應(yīng)用實例分享
（一）MPS 推出的 MP44010 控制器
MP44010 作為 BCM 功率因數(shù)校正器，與升壓變換器配合使用時，其 ZCS 引腳肩負(fù)起檢測電感放電時刻并激活 MOSFET（如圖中 Q1）的重任。此外，該器件還可對電流和電壓實施比較操作，并依此調(diào)整電流峰值，使其契合輸入電壓波形，實現(xiàn)精準(zhǔn)校正。
（二）MOSFET 并聯(lián)型 PFC（PFC with parallel MOSFETs）
在應(yīng)對大電源輸入場景時，采用多個 MOSFET 并聯(lián)的策略，可巧妙分流電流，進(jìn)而降低開關(guān)損耗。不過，為保障并聯(lián)效益，務(wù)必確保每個 MOSFET 的電氣特性和驅(qū)動條件高度一致，這對電路設(shè)計與元件選型提出了更為嚴(yán)苛的要求，旨在實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的功率傳輸，優(yōu)化功率因數(shù)表現(xiàn)。
功率因數(shù)的提升對于電路的高效運(yùn)行及能源的合理利用至關(guān)重要。深入理解功率因數(shù)的定義、成因以及 PFC 技術(shù)的原理與應(yīng)用，能夠為相關(guān)領(lǐng)域工程師提供堅實的技術(shù)支撐，助力設(shè)計出性能卓越的電力電子設(shè)備。
〈烜芯微/XXW〉專業(yè)制造二極管，三極管，MOS管，橋堆等，20年，工廠直銷省20%，上萬家電路電器生產(chǎn)企業(yè)選用，專業(yè)的工程師幫您穩(wěn)定好每一批產(chǎn)品，如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以直接聯(lián)系下方的聯(lián)系號碼或加QQ/微信，由我們的銷售經(jīng)理給您精準(zhǔn)的報價以及產(chǎn)品介紹
聯(lián)系號碼：18923864027（同微信）
QQ：709211280