功率因数校正电路(pfc)电路工作原理及应用

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1、功率因数校正(英文缩写是PFC)是的电压时，整流二极管因反向偏置而截而是由二极管、电阻、电容和电感等无源目前比较流行的一个专业术语。PFC是在止。也就是说，在AC线路电压的每个半周元件组成。无源PFC电路有很多类型，其20世纪80年代发展起来的一项新技术，期内，只是在其峰值附近，二极管才会导中比较简单的无源PFC电路由三只二极管其背景源于离线开关电源的迅速发展和通(导通角约为70°)。虽然AC输入电压仍和两只电容组成，如图2所示。这种无源荧光灯交流电子镇流器的广泛应用。PFC大体保持正弦波波形，但AC输入电流却呈PFC电路的工作原理是：

2、当50Hz的AC线路电路的作用不仅仅是提高线路或系统的高幅值的尖峰脉冲，如图l所示。这种严重电压按正弦规律由0向峰值Vm变化的1/4功率因数，更重要的是可以解决电磁干失真的电流波形含有大量的谐波成份，引周期内(即在0

3、充电。当VAC，瞬时值达到Vm，因C1=C2，个是线路电压与电流之间的相位角中，失真(度)THD之间存在下面关系：故C1和C2上的电压相同，均为1/2Vm，当另一个是电流或电压的波形失真。前一AC线路电压从峰值开始下降时，电容C1个原因人们是比较熟悉的。而后者在电通过负载和二极管VD5迅速放电，并且下工学等书籍中却从未涉及。降速率比AC电压按正弦规律下降快得多，功率因数(PF)定义为有功功率(P)与故直到AC电压瞬时值达到1/2Vm之前，视在功率(S)之比值，即PF=P/S。对于线VD2和VD3一直导通。当瞬时AC电压幅值路电压和电流均

4、为正弦波波形并且二者小于1/2Vm时，电容C2通过VD7和负载放相位角Φ时，功率因数PF即为COSΦ。电。当AC输入电压瞬时值低于无源PFC电由于很多家用电器(如排风扇、抽油烟机路的DC总线电压时，VD2和VD3截止，AC等)和电气设备是既有电阻又有电抗的阻电流不能通过整流二极管，于是IAC出现死抗负载，所以才会存在着电压与电流之区。在AC电压的负半周开始后的一段时间间的相位角Φ。这类电感性负载的功率内，VD1和VD4不会马上导通。只有在AC因数都较低(一般为0.5-0.6)，说明交流瞬时电压高于桥式整流输出端的DC电压(AC)电源设备

5、的额定容量不能充分利时，VD1和VD4才能因正向偏置而导通。用，输出大量的无功功率，致使输电效率降低。为提高负载功率因数，往往采取补偿措施。最简单的方法是在电感性负载两端并联电容器，这种方法称为并联补偿。实测表明，对于未采取PFC措施的电子PFC方案完全不同于传统的“功率因镇流器，仅三次谐波就达60％(以基波为100数补偿”，它是针对非正弦电流波形而％)，THD会超过电流基波，PF不超过0.6。采取的提高线路功率因数、迫使AC线路线路功率因数过低和电流谐波含量过高，电流追踪电压波形的瞬时变化轨迹，并不仅会对造成电能巨大浪费，而且会对电使

6、电流与电压保持同相位，使系统呈纯力系统产生严重污染，影响到整个电力系电阻性的技术措施。统的电气环境，包括电力系统本身和广大长期以来，像开关型电源和电子镇流用户。因此，IEC1000-3-2《家用电器及类器等产品，都是采用桥式整流和大容量似类电气设备发出的谐波电流限制》和电容滤波电路来实现AC-DC转换的。由一旦VD1和VD4导通，C1和C2再次被IEC929(GB/T15144)《管形荧光灯交流电子于滤波电容的充、放电作用，在其两端充电，于是出现与正半周类似的情况，得到镇流器的性能要求》等标准，都对AC线路的直流电压出现略呈锯齿波的纹波

7、。滤图3所示的AC线路输入电压VAC和电流IAC波电流谐波作出了具体的限制要求。波电容上电压的最小值远非为零，与其形。为提高线路功率因数，抑制电流波形失最大值(纹波峰值)相差并不多。根据桥式从图3可以看出，采用无源PFC电路取代单真，必须采用PFC措施。PFC分无源和有源整流二极管的单向导电性，只有在AC线只电容滤波，整流二极管导通角明显增大(大两种类型，目前流行的是有源PFC技术。路电压瞬时值高于滤波电容上的电压于120°)，AC输入电流波形会变得平滑一无源PFC电路时，整流二极管才会因正向偏置而导通，些。在选择C1=C2=10µF/

8、400V的情况下，线无源PFC电路不使用晶体管等有源器件，而当AC输入电压瞬时值低于滤波电容上路功率因数可达0.92~0.94，三次电流谐波仅约12％，五次谐波约18％，总谐波失真THD约28~30％。但是