PFC是什么？（上）郝铭博客–平板电视维修技术学习

PFC是什么？（上）郝铭博客–平板电视维修技术学习
一、PFC是什么？
现在进行液晶电视机和等离子电视机电路分析时、故障维修时，都经常的提到“PFC电路”一词，这在早期的电视机中是没有的，早期维修电视机的师傅从来没有接触过的，但是PFC电路是目前液晶电视机和等离子电视机中不可缺少的电路。

那么PFC到底是什么？是一项新技术？还是新电路？
先简单说说PFC的定义：
PFC是英文的缩语；全称为“Power Factor Correction”，意思是“功率因数校正”；
功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。

例如一台电源变压器的耗电量（输入功率）是100W，输出功率有90W,那么这台变压器的功率因数就是90W÷100W=0.9。

一个电熨斗的耗电量是300W,使用时产生的热量也为300W，那么这只电熨斗的功率因数就是300W÷300W=1
基本上功率因素可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因素值越大，代表其电力利用率越高。

功率因数最大为1，不可能超过1。

这个衡量电力有效利用程度的指标，对于我们电视机的生产厂乃至电视机用户；有用吗？有必要吗？既然没有必要，电视机用户一般也没有计较过一台电视机是否充分的利用了所消耗的电量，那么电视机内部设置此电路增加了生产成本；其目的是为什么？
要回答以上的问题，我们先来了解一下什么是功率因数，什么原因造成功率因数低？为什么有的电器功率因数低，有的电器功率因素就不低？有什么方法来提高（校正）功率因数，怎么知道功率因素是否达到最高（1）。

电视机的功率因数校正电路（PFC电路）是怎么回事？电视机的功率因数电路是要解决什么问题？要把这一系列的问题搞清楚才能有一个明确的认识。

要弄清楚什么是功率因素校正就必须弄清楚几个概念，这就是：
有功功率、无功功率、视在功率（总功率）、功率因数；
1、有功功率：
任何电器设备工作时都要消耗电能并输出能量，例如我们的电饭锅、电熨斗、取暖的电热汀等，它们把消耗的电能转化成为热能，这些转化为热能的电功率都等于是做功了，就称为有功功率。

同样一台电动机也消耗电能；使之旋转输出机械功率，这个输出的机械功率就是有功功率。

一台电源变压器把220V的交流市电进行了升压或降压的变换输出提升或下降的电压的电功率，这个输出的电功率就是有功功率。

那么有功功率就是电器实际输出的电能、热能、机械能等实际“做功”的功率。

2、总功率（视在功率）：
就是电器设备供电电路中电流和电压的乘积，单位为伏安（VA），也就是电器设备消耗的总功率，有的文献称为：视在功率。

3、无功功率：
总功率（视在功率）减去有功功率就是无功功率。

根据能量守恒定律，输入多少功率就应该输出多少功率，也就是说功率因数都应该是1才对。

例如电熨斗耗电为；300W那么；此电熨斗就会产生300W功率的热量。

那么哪些电器会有无功功率产生？无功功率是怎么来的？
有许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。

为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率就称为无功功率，即是在电磁感应的过程中消耗的电功率，因为此电功率并没有实际做功，而是转变为其他形式的能量时付出的代价。

凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗功率这个消耗的功率就是无功功率。

无功功率的单位是；“乏”（Var）。

比如40瓦的日光灯，除需40瓦有功功率来发光外，还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。

由于它不对外做功，才被称之为“无功”。

，所谓的'无功'并不是'无用'的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已（是和电网进行了能量交换）。

凡是具有感性负载的电器设备及用电器具（电能的输入都有电磁感应的过程）都存在无功功率损耗的问题。

纯阻性负载的电器设备及用电器具（电熨斗、电热油汀、电饭锅等）都没有无功功率损耗的问题。

4、功率因素：
加到电器设备上的总功率和有功功率的比值就是功率因数。

例如一只电熨斗在使用时；供电电压为220V ,供电电路中电流为5A，这就是总功率。

那么这只电熨斗的总功率为1100W （220V×5A=1100W）,电熨斗工作时把这个1100W电功率都转换成了热量，这个热量都熨烫衣服了，也就是这1100W电功率都变成了有功功率输出了，此时，有功功率和总功率都是1100W，有功功率1100W ÷ 总功率1100W =1,那么此电熨斗的功率因数就等于 1 。

例如一台电风扇在工作时；供电电压为220V，供电电路中电流为0.5A，那么总功率就为110W，电风扇扇叶的旋转是由电流流过电动机绕组产生的旋转磁场驱动电动机转子旋转带动的。

电动机旋转的机械功的输出只有100W的功率。

那么这个电风扇的功率因数就是：100W ÷ 110W = 0.91（另外的10W功率在产生旋转磁场的电磁感应过程中与外界电源进行能量的交换）。

由上面两例案例可以看出电熨斗是属于阻性负载，电能通过阻性负载直接转化为热能，没有经过其它的过度转换形式，而电风扇的电动机则要把电能先变成磁场能，磁场能在变化为机械能，电能转换为机械能的过程中；有一个电能转变为磁场能；磁场能再转换为机械能的过度阶段，这个过度阶段称为：电磁感应。

电磁感应的过程是要消耗能量的，这个能量的消耗就是无功功率。

显然无功功率消耗越小，电器的效率越高，功率因数就越大（功率因数最大也不会超过1）。

具有电感性负载的用电设备，都有电磁感应的过程，所以电感性负载的用电设备功率因数都小于1。

（本文原是应杂志之约考虑太慢周期太长）
后面续集
（中）)电力供电系统的 PFC 原理
（下）电视机中的 PFC 的作用、目的是什么？原理是什么？。