功率因數校正的目的,作用,校正方法-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2025-07-22
功率因數校正是通過調整電路使電壓與電流相位接近，以提高功率因數的技術；實際電路設計中需功率因數校正以提高能效、減少損耗并滿足法規要求。
由于感性負載導致電流滯后電壓，產生無功功率，這會增加線路損耗、降低變壓器及線路的帶載能力，并可能引發電壓跌落。校正后功率因數趨近于1，可減少無功環流，從而降低銅損和鐵損，釋放設備容量，維持電壓穩定。
功率因數校正的目的,作用
1.優化電能傳輸效率：通過調整輸入電流波形與電壓波形的相位差，使負載呈現電阻性特性，減少無功功率的浪費。
2.減少諧波污染：抑制非線性負載（如開關電源）產生的高次諧波，避免對電網和其他設備造成干擾。
3.滿足法規要求：符合國際能效標準，確保設備在電網中的兼容性。
功率因數校正電路對離線電源的輸入電流波形進行整形，以使從電源吸取的有功功率最大化。在理想情況下，電器應該表現為一個純電阻的負載，此時電器吸收的反射功率為零。在這種情況下，本質上不存在輸入電流諧波。電流是輸入電壓（通常是一個正弦波）的完美復制品，而且與其同相。在這種情況下，對于進行所需工作所要求的有功功率而言，從電網電源吸收的電流最小，而且還減小了與配電發電以及相關過程中的基本設備有關的損耗和成本。由于沒有諧波，也減小了與使用相同電源供電的其他器件之間的干擾。
因為輸入電路的原因，開關模式電源對于電網電源表現為非線性阻抗。輸入電路通常由半波或全波整流器及其后面的儲能電容器組成，該電容器能夠將電壓維持在接近于輸入正弦波峰值電壓值處，直至下一個峰值到來時對電容再進行充電。在這種情況下，只在輸入波形的各峰值處從輸入端吸收電流，而且電流脈沖必須包含足夠的能量，以便在下一個峰值到來之前能維持負載電壓。這一過程通過在短時間內將大量電荷注入電容，然后由電容器緩慢地向負載放電來實現，之后再重復這一周期。電流脈沖為周期的10%到20%是十分常見的，這意味著脈沖電流應為平均電流的5到10倍。
功率因數校正電路的作用是提高功率因數，減少諧波污染和線路損耗，提升電能利用效率。
校正方法包括無源功率因數校正（PPFC）和有源功率因數校正（APFC）。基本原理是通過調整輸入電流波形與電壓波形同相位，降低總諧波失真（THD），使負載呈現電阻性特性。
無源校正（PPFC）：使用LC濾波電路補償相位差，成本低但體積大、校正范圍有限。
有源校正（APFC）：采用開關器件（如Boost電路）主動控制電流跟蹤電壓波形，效率高但成本較高。
原理分析：通過強制電流波形跟隨電壓波形（如Boost型APFC），利用高頻調制使輸入端等效為純電阻負載，減小電流相位滯后和諧波含量。
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