功率因数校正原理及相关IC.
第9章功率因数校正技术
Ts=T1/N
• 开关电流的周期平均值为
iSA D L i1 D iL
•
开关电流的周期有效值为
iSR D iL1D iL
25
• 而开关电流在输入电压周期内的有效值为
ISR
1 T1
T1 0
iS2dt
1 T1
N1 k 0
TS 0
iS2dt
1 N1 T1 k0 D k TS
I12 sin2 1t
电路控制所需的电压控制、平均电流跟踪控 制、乘法器、驱动、保护、和基准源等全部 电路，使用方便。其主要特点和技术参数为：
– 电源电压：18～35V – 工作频率：10～200kHz – 基准源电压：7.5V – 驱动电流：0.5A（平均值），1.5A（峰值）
27
• 该芯片的内部结构及构成的典型电路如图9-7 。
VD1 VD3 VD5 +
A
LA
LB
B
LC
C
VD7
S
C
VD2 VD4 VD6
图（9-8）
31
• 该电路是工作在电流不连续模式时的升压型斩 波电路。
• PFC电路中D和D′都是时变量，因此用D(t)和
D′(t)表示DtU Uo i si n1tKco1st
K=ω1LIi/Ui
• 通常K很小，DKt≈0UU.0oi s1in，1t 因此，忽略式中第2项
24
• 开关电流的表达式
is Iisin 1t
0
t ksT ,ksT DsT t ksT Ds,T k1Ts
• 将i(t)分解为傅里叶级数，即
itInsinntn n1
T1 :电网电压的周期
i1 t I1si 1 n t 1 :基波成分 3
单相功率因数校正电路
【知识 | 写作答案】单相功率因数校正电路导语：单相功率因数校正电路是一种用来提高电力系统功率因数的装置。
本文将从什么是功率因数、为什么需要校正功率因数以及单相功率因数校正电路的原理和应用等方面展开，带您全面了解单相功率因数校正电路。
一、什么是功率因数？功率因数是指电路中有功功率与视在功率的比值，用cos(φ)表示，其中φ为电路中的相位角。
功率因数是一个描述电路所消耗或所提供的有效功率与总功率之间比值的重要参数。
当功率因数为1时，电路所消耗的有功功率与所提供的总功率完全一致，电路运行高效。
而当功率因数小于1时，电网损耗加大，效率降低，造成能源浪费。
二、为什么需要校正功率因数？校正功率因数的重要性在于提高电力系统的效率和可靠性。
电力系统中功率因数低不仅会导致能源浪费，还会引起电网电流过大、线路和设备过载、线损加大等问题。
功率因数低还会导致电动机效率下降，影响电气设备的寿命。
对于电力系统来说，校正功率因数是一项必不可少的工作。
三、单相功率因数校正电路的原理单相功率因数校正电路采用了电子电路技术，通过合理的电路设计和控制方法来调整电路的功率因数。
其基本原理是通过添加合适的电路，实现对电流和电压的相位调整，从而使得电路的功率因数接近于1。
单相功率因数校正电路的核心部件是功率因数校正电容器，它根据电路的工作情况来调整电流和电压的相位关系。
通过合理选择和调整校正电容器的参数，可以精确校正功率因数，提高电路的能耗效率。
四、单相功率因数校正电路的应用单相功率因数校正电路广泛应用于家庭电器、办公场所、商业设施、工厂厂房等各类电力系统。
在这些场合中，电器设备常常工作在不同负载条件下，功率因数波动较大。
通过使用单相功率因数校正电路，可以有效地提高电力系统的功率因数，减少能源浪费，提高设备的效率和寿命。
结语：单相功率因数校正电路是一种提高电力系统效率和可靠性的重要装置。
本文从功率因数的概念入手，解释了为什么需要校正功率因数，并介绍了单相功率因数校正电路的原理和应用。
功率因数校正的分析
功率因数校正的分析功率因数校正是一种校正电气设备的技术，旨在改善电力系统的功率因数，提高电能的利用效率。
它对降低电能损耗、增加输电距离、改善电力质量等方面具有重要意义。
本文将对功率因数校正的原理、方法和应用进行详细的分析。
首先，我们来了解功率因数的概念。
功率因数是指交流电路中有功功率与视在功率的比值。
在电力系统中，负载的功率因数越低，说明负载对电能的利用效率越低。
例如，功率因数为0.7的电机，其视在功率是有功功率的倒数，即有147%的电能浪费在线路和变压器上。
所以，提高负载的功率因数对于节约能源具有重要的作用。
接下来，我们探讨功率因数校正的原理。
功率因数的补偿可以通过两种方式实现：被动校正和主动校正。
被动校正是指增加并联电容器或电感器，来补偿负载的无功功率。
这种方式简单、成本较低，但对电流谐波产生不利影响。
主动校正则采用电子装置，通过逆变器和电容器的控制，实现在线校正负载的功率因数。
主动校正方式不受谐波干扰，可在较宽的功率范围内校正功率因数，但设备和安装的成本较高。
然后，我们介绍功率因数校正的方法。
根据负载特点和电网需求，有多种方法可用于功率因数校正。
最常见的方法是并联补偿和串联补偿。
并联补偿是在负载侧并联连接电容器或电感器，通过无功功率的补偿来提高功率因数。
串联补偿是在电源侧串联连接逆变器和电容器，通过控制输出电流和电压来改善负载的功率因数。
此外，也可采用混合补偿方法，即并联和串联补偿的结合，根据实际情况综合考虑。
功率因数校正的应用非常广泛。
在工业领域，大型电机、电离发生器、弧炉等设备都需要进行功率因数校正，以提高电能的利用效率和降低能耗。
在商业和住宅领域，办公楼、超市、酒店、居民小区等场所，安装功率因数校正装置可以减少电能的浪费和降低电费。
此外，电力公司也可在配电网中使用功率因数校正装置，以改善电压质量、提高电能的传输效率。
然而，功率因数校正也面临一些挑战和限制。
首先，校正装置的选择和安装需要根据负载特点和电网要求进行合理设计，避免过校正或欠校正。
功率因数校正电路(pfc)电路工作原理及应用
功率因数校正(英文缩写是PFC)是目前比较流行的一个专业术语。
PFC 是在20世纪80年代发展起来的一项新技术，其背景源于离线开关电源的迅速发展和荧光灯交流电子镇流器的广泛应用。
PFC 电路的作用不仅仅是提高线路或系统的功率因数，更重要的是可以解决电磁干扰(EMI)和电磁兼容(EMC)问题。
线路功率因数降低的原因及危害 导致功率因数降低的原因有两个，一个是线路电压与电流之间的相位角中，另一个是电流或电压的波形失真。
前一个原因人们是比较熟悉的。
而后者在电工学等书籍中却从未涉及。
功率因数(PF)定义为有功功率(P)与视在功率(S)之比值，即PF=P/S 。
对于线路电压和电流均为正弦波波形并且二者相位角Φ时，功率因数PF 即为COS Φ。
由于很多家用电器(如排风扇、抽油烟机等)和电气设备是既有电阻又有电抗的阻抗负载，所以才会存在着电压与电流之间的相位角Φ。
这类电感性负载的功率因数都较低(一般为0.5-0.6)，说明交流(AC)电源设备的额定容量不能充分利用，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。
PFC 方案完全不同于传统的“功率因数补偿”，它是针对非正弦电流波形而采取的提高线路功率因数、迫使AC 线路电流追踪电压波形的瞬时变化轨迹，并使电流与电压保持同相位，使系统呈纯电阻性的技术措施。
长期以来，像开关型电源和电子镇流器等产品，都是采用桥式整流和大容量电容滤波电路来实现AC-DC 转换的。
由于滤波电容的充、放电作用，在其两端的直流电压出现略呈锯齿波的纹波。
滤波电容上电压的最小值远非为零，与其最大值(纹波峰值)相差并不多。
根据桥式整流二极管的单向导电性，只有在AC 线路电压瞬时值高于滤波电容上的电压时，整流二极管才会因正向偏置而导通，而当AC 输入电压瞬时值低于滤波电容上的电压时，整流二极管因反向偏置而截止。
功率因数校正电路(pfc)电路工作原理及应用
功率因数校正(英文缩写是PFC)是目前比较流行的一个专业术语。
PFC 是在20世纪80年代发展起来的一项新技术，其背景源于离线开关电源的迅速发展和荧光灯交流电子镇流器的广泛应用。
PFC 电路的作用不仅仅是提高线路或系统的功率因数，更重要的是可以解决电磁干扰(EMI)和电磁兼容(EMC)问题。
线路功率因数降低的原因及危害 导致功率因数降低的原因有两个，一个是线路电压与电流之间的相位角中，另一个是电流或电压的波形失真。
前一个原因人们是比较熟悉的。
而后者在电工学等书籍中却从未涉及。
功率因数(PF)定义为有功功率(P)与视在功率(S)之比值，即PF=P/S 。
对于线路电压和电流均为正弦波波形并且二者相位角Φ时，功率因数PF 即为COS Φ。
由于很多家用电器(如排风扇、抽油烟机等)和电气设备是既有电阻又有电抗的阻抗负载，所以才会存在着电压与电流之间的相位角Φ。
这类电感性负载的功率因数都较低(一般为0.5-0.6)，说明交流(AC)电源设备的额定容量不能充分利用，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。
PFC 方案完全不同于传统的“功率因数补偿”，它是针对非正弦电流波形而采取的提高线路功率因数、迫使AC 线路电流追踪电压波形的瞬时变化轨迹，并使电流与电压保持同相位，使系统呈纯电阻性的技术措施。
长期以来，像开关型电源和电子镇流器等产品，都是采用桥式整流和大容量电容滤波电路来实现AC-DC 转换的。
由于滤波电容的充、放电作用，在其两端的直流电压出现略呈锯齿波的纹波。
滤波电容上电压的最小值远非为零，与其最大值(纹波峰值)相差并不多。
根据桥式整流二极管的单向导电性，只有在AC 线路电压瞬时值高于滤波电容上的电压时，整流二极管才会因正向偏置而导通，而当AC 输入电压瞬时值低于滤波电容上的电压时，整流二极管因反向偏置而截止。
有源功率因数校正 总结
有源功率因数校正一、功率因数的定义功率因数PF 定义为：功率因数（PF ）是指交流输入有功功率（P ）与输入视在功率（S ）的比值。
PF ＝SP ＝R L L I U I U φcos 1=RI I 1cos φ= γcos φ （1） 式中：γ：基波因数，即基波电流有效值I 1与电网电流有效值I R 之比。
I R ：电网电流有效值I 1：基波电流有效值U L ：电网电压有效值cos Φ：基波电流与基波电压的位移因数在线性电路中，无谐波电流，电网电流有效值I R 与基波电流有效值I 1相等，基波因数γ=1，所以PF ＝γ·cos Φ＝1·cos Φ＝cos Φ。
当线性电路且为纯电阻性负载时，PF ＝γ·cos Φ＝1·1＝1。
二、有源功率因数校正技术1．有源功率因数校正分类（1）按电路结构分为：降压式、升/降压式、反激式、升压式（boost ）。
其中升压式为简单电流型控制，PF 值高，总谐波失真（THD ：Total Harmonic Distortion ）小，效率高，适用于75W~2000W 功率范围的应用场合，应用最为广泛。
它具有以下优点：● 电路中的电感L 适用于电流型控制● 由于升压型APFC 的预调整作用在输出电容器C 上保持高电压，所以电容器C 体积小、储能大● 在整个交流输入电压变化范围内能保持很高的功率因数● 输入电流连续，并且在APFC 开关瞬间输入电流小，易于EMI 滤波 ● 升压电感L 能阻止快速的电压、电流瞬变，提高了电路工作可靠性（2）按输入电流的控制原理分为：平均电流型（工作频率固定，输入电流连续）、滞后电流型、峰值电流型、电压控制型。
图1 输入电流波形图其中平均电流型的主要有点如下：●恒频控制●工作在电感电流连续状态，开关管电流有效值小、EMI滤波器体积小。
●能抑制开关噪声●输入电流波形失真小主要缺点是：●控制电路复杂●需用乘法器和除法器●需检测电感电流●需电流控制环路EMI：电磁干扰（Electromagnetic-interference）（3）按输入电流的工作模式分为：连续导通模式CCM(Continuous Conduction Mode)和不连续导通模式DCM(Discontinuous Conduction Mode)。
开关电源功率因数校正电路原理
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5、目前PFC开关电源部分,起到开关作用的斩波管(K)有两种工 作方式： （1）连续导通模式(CCM)：
开关管的工作频率一定,而导通的占空比(系数)随被斩波电压的幅度变 化而变化,如图8所示。
图中T1和T2的位置:T1在被斩波电压(半个周期)的低电压区,T2在被斩波 电压的高电压区,T1(时间)＝T2(时间).从图中可以看到,所有的开关周期时 间都相等,这说明在被斩波电压的任何幅度时,斩波管的工作频率不变.从图8 中可以看出,在高电压区和低电压区,每个斩波周期内的占空比不同(T1和T2 的时间相同,而上升脉冲的宽度不同),被斩波电压为零时(无电压),斩波频率 仍然不变,所以称为连续导通模式(CCM),该种模式一般应用在250W～2000W的 设备上。
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图10 等离子三星V2屏PFC开关电源基本框图(CCM)
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图11 海信液晶TLM3277电视开关电源基本框图
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4、斩波器部分:(PFC开关电源)
整流二极管整流以后不加滤波电容器,把未经滤波的脉动正半周电压作为 斩波器的供电电源,由于斩波器一连串做“开关”工作脉动的正电压被“斩” 成图7所示的电流波形,其波形的特点： （1）电流波形是断续的,其包络线和电压波形相同,并且包络线和电压波形 相位同相； （2）由于斩波作用,半波脉动的直流电变成高频(由斩波频率决定,约 100KHz).
什么是功率因数校正电路如何设计一个功率因数校正电路
什么是功率因数校正电路如何设计一个功率因数校正电路功率因数校正电路的设计是为了改善电力系统中的功率因数，通过使功率因数接近1来提高电力系统的效率。
本文将介绍功率因数校正电路的概念和原理，并提供一个设计功率因数校正电路的步骤。
概述功率因数是衡量电路中有功功率与视在功率之比的指标。
功率因数越接近1，表示电路中的有用功率越高，无用功率（如无功功率）越低。
而功率因数校正电路的作用，则是通过改变电路中的电流波形，以提高功率因数的数值。
功率因数校正电路的设计步骤如下：1. 确定校正电路的类型在设计功率因数校正电路之前，需要明确校正电路的类型。
常见的功率因数校正电路有无源LC滤波器和有源电路两种。
无源LC滤波器主要由电感和电容组成，通过调整滤波器中的元件数值和结构来实现功率因数的校正。
有源电路则需借助电子元器件如运放、晶体管等来完成。
2. 计算电路参数根据所选类型的校正电路，需要计算电路参数。
对于无源LC滤波器，需要计算所需的电感和电容数值，以及它们的布局和连接方式。
而对于有源电路，则需计算运放或晶体管的增益和频率响应等参数。
3. 选择合适的元件根据所计算得到的电路参数，选择合适的电感、电容和其他元件。
这些元件的质量、容值和频率响应等都会直接影响校正电路的性能和效果。
4. 电路的连接和布局在连接和布局电路时，要遵循电路设计的原则，如尽量缩短信号路径和降低电路的损耗等。
对于有源电路，要保证电子元器件的正确连接，并注意电路的绝缘和屏蔽。
5. 进行测试和优化完成电路的连接后，需要进行测试和优化。
通过使用示波器等测试设备，检测电路的功率因数和性能，并根据测试结果对电路进行调整和优化。
总结功率因数校正电路的设计是为了提高电路的功率因数，并优化电力系统的效率。
通过选择合适的校正电路类型、计算得到电路参数、选择合适的元件、正确连接和布局电路，并进行测试和优化，可以设计出效果良好的功率因数校正电路。
以上是关于功率因数校正电路如何设计的简要介绍。
功率因数校正
一．功率因数校正原理1．功率因数（PF）的定义功率因数（PF）是指交流输入有功功率（P）与输入视在功率（S）的比值。
即所以功率因数可以定义为输入电流失真系数（）与相移因数（）的乘积。
可见功率因数（PF）由电流失真系数（）和基波电压、基波电流相移因数（）决定。
低，则表示用电电器设备的无功功率大，设备利用率低，导线、变压器绕组损耗大。
同时，值低，则表示输入电流谐波分量大，将造成输入电流波形畸变，对电网造成污染，严重时，对三相四线制供电，还会造成中线电位偏移，致使用电电器设备损坏。
由于常规整流装置常使用非线性器件（如可控硅、二极管），整流器件的导通角小于180o，从而产生大量谐波电流成份，而谐波电流成份不做功，只有基波电流成份做功。
所以相移因数（）和电流失真系数（）相比，输入电流失真系数（）对供电线路功率因数（PF）的影响更大。
为了提高供电线路功率因数，保护用电设备，世界上许多国家和相关国际组织制定出相应的技术标准，以限制谐波电流含量。
如：IEC555-2， IEC61000-3-2，EN 60555-2等标准，它们规定了允许产生的最大谐波电流。
我国于1994年也颁布了《电能质量公用电网谐波》标准（GB/T14549-93）。
传统的功率因数概念是假定输入电流无谐波电流（即I1=I rms或=1）的条件下得到的，这样功率因数的定义就变成了PF =。
二．PF与总谐波失真系数（THD：The Total Harmonic Distortion）的关系三.功率因数校正实现方法由功率因数可知，要提高功率因数，有两个途径：1.使输入电压、输入电流同相位。
此时=1 ，所以PF=。
2.使输入电流正弦化。
即I rms=I1（谐波为零），有即；从而实现功率因数校正。
利用功率因数校正技术可以使交流输入电流波形完全跟踪交流输入电压波形，使输入电流波形呈纯正弦波，并且和输入电压同相位，此时整流器的负载可等效为纯电阻，所以有的地方又把功率因数校正电路叫做电阻仿真器。
高功率因数原边反馈反激 ic 芯片
高功率因数原边反馈反激IC芯片1. 导言高功率因数原边反馈反激IC芯片是一种用于高功率因数电源的控制芯片，其具有提高功率因数和效率、减小器件尺寸和成本等优点。
本文将介绍高功率因数原边反馈反激IC芯片的原理、特点、应用和发展趋势。
2. 原理高功率因数原边反馈反激IC芯片采用原边反馈控制，通过测量输入电压的波形来实现功率因数校正。
其电路包括功率因数校正电路、反激控制电路和监控电路。
功率因数校正电路用来对输入电压进行谐振，使其与输入电流同相位，从而实现功率因数校正。
反激控制电路用来调节输出电压，使其稳定在设定值。
监控电路用来监测输入电压、输出电压和电流等参数，并根据实际情况进行调节。
3. 特点（1）高功率因数：采用原边反馈控制，能够实现高功率因数，提高系统的功率因数，使其接近1，减小谐波对电网的污染。
（2）高效率：由于功率因数的改善，整个系统的效率也得到提高，能够减少能量的损耗，降低电能的消耗。
（3）小尺寸：高功率因数原边反馈反激IC芯片集成了多个功能模块，能够实现电源控制的全面功能，从而减小了电源的尺寸。
（4）低成本：由于集成度高、功率因数高和效率高，能够减少材料和成本，降低产品的制造成本。
4. 应用高功率因数原边反馈反激IC芯片广泛应用于电力电子、LED照明、工业控制等领域。
在电力电子领域，其功率因数校正功能可以提高电源系统的功率因数，减小谐波对电网的污染，满足各种场景下的电能质量要求。
在LED照明领域，其小尺寸和高功率因数等特点能够满足LED照明驱动的需求，提高LED电源的性能。
在工业控制领域，其高效率和稳定性能能够保证工业设备的稳定运行，提高工作效率。
5. 发展趋势随着电力电子、LED照明、工业控制等领域的不断发展，对功率因数和能效的要求也越来越高，因此高功率因数原边反馈反激IC芯片将会在未来有更加广阔的应用前景。
未来，高功率因数原边反馈反激IC芯片将会更加注重集成度、高效率和高功率因数等方面的性能，以满足不同领域对电源的要求。
第8章 功率因数校正电路
电压模式控制方法： 电压模式控制方法：
而电压模式是与振荡电路产生的固定三角波状电压 斜波比较， 斜波比较，
电流模式控制是一种固定时钟开启、 电流模式控制是一种固定时钟开启、峰 值电流关断的控制方法。 值电流关断的控制方法。
（峰值）电流模式控制不是用电压误差 峰值） 信号直接控制PWM脉冲宽度，而是直接 脉冲宽度，而是直接 信号直接控制 脉冲宽度 控制峰值输出侧的电感电流大小 峰值输出侧的电感电流大小， 控制峰值输出侧的电感电流大小，然后 间接地控制PWM脉冲宽度。 脉冲宽度。 间接地控制 脉冲宽度
将 乘 法 器 的 输 出 作 为 电 流 环 的 给 定 信 号 I s∗， 才 能 保 证 被 控 制 的 电 感 电 流 iL 与 电 压 波 形 ud 一 致 。 I s∗的 幅 值 与 输 出 电 压 u C同 给 定 电
∗ 压 U c 的 差 值 有 关 ， 也 与 ud的 幅 值 有 关 。 L1中 的 电 流 检 测 信 号 i F
中的电流有连续和断续两种工作模式， 由于升压电感L1中的电流有连续和断续两种工作模式，因此 可以得到电流环中的PWM信号即开关V 可以得到电流环中的PWM信号即开关V的驱动信号有两种产生 PWM信号即开关 方式： 方式： 一种是电感电流临界连续的控制方式（ 一种是电感电流临界连续的控制方式（峰值电流控制方式）； 另一种是电感电流连续的控制方式（平均值控制方式） 。 ）
6.1.3 有源功率因数校正的电路结构
(a) 双级式
(b) 单级式
图6-5 有源功率因数校正的电路结构
L1 ii ui EMI 滤滤滤 ＋ ud － iF
电流给定
VD Uo V C uC
C1
PWM 形形形形
采采 滤滤
有源功率因数校正
有源功率因数校正
• 根据APFC拓扑分类
• 降压式 • 升/降压式 • 反激式 • 升压式
有源功率因数校正
• 降压式
这种电路的主要优点是：开关管所受的最大电压为输人电压的最大值，因此 开关管的电压应力较小;当后级短路时，可以利用开关管实现输出短路保护。 该电路的主要缺点是：由于只有在输人电压高于输出电压时，该电路才能工 作，所以在每个正弦周期中，该电路有一段因输人电压低而不能正常工作，输出 电压较低，在相同功率等级时，后级DC/DC变换器电流应力较大;开关管门极驱动 信号地与输出地不同，驱动较复杂，加之输人电流断续，功率因数不可能提高很 多，因此很少被采用。
有源功率因数校正
•Байду номын сангаас升降压式
该电路的优点是：既可对输人电压升压又可以降压，因此在整个输入正弦周期都可以 连续工作;该电路输出电压选择范围较大，可根据一级的不同要求设计;利用开关管可实现 输出短路保护。 该电路的主要缺点有：开关管所受的电压为输入电压与输出电压之和，因此开关管的 电压应力较大;由于在每个开关周期中，只有在开关管导通时才有输入电流，因此峰值电流 较大;开关管门极驱动信号地与输出地不同，驱动比较复杂;输出电压极性与输入电压极性 相反，后级逆变电路较难设计，因此也采用得较少。
有源功率因数校正
• 有源功率因数校正(APFC)电路是在整流器和负载之间接入 一个DC/DC开关变换器,应用电压电流反馈技术,使输入端 电流波形跟随输入正弦电压波形,从而使输入电流的波形 也接近正弦波,以达到提高功率因数的目的.由于在此电路 中使用了有源器件,所以称为有源功率因数校正电路。
图1 有源功率因数校正原理
有源功率因数校正
有源功率因数校 正
小组成员：徐勇、常惜阳、付美真、王启龙、王嘉 炜、陈玉民、管红立、瞿林飞、田小龙、王彦刚
功率因数校正原理及相关IC
功率因数校正原理及相关IC1概述近年来，随着电子技术的发展，对各种办公自动化设备，家用电器，计算机的需求逐年增加。
这些设备的内部，都需要一个将市电转换为直流的电源部分。
在这个转换过程中，会产生大量的谐波电流，使电力系统遭受污染。
作为限制标准，IEC发布了IEC1000 3 2；欧美日各国也颁布实施了各自的标准。
为此谐波电流的抑制及功率因数校正是电源设计者的一个重要的课题。
2高次谐波及功率因数校正一般开关电源的输入整流电路为图1所示：市电经整流后对电容充电，其输入电流波形为不连续的脉冲，如图2所示。
这种电流除了基波分量外，还含有大量的谐波，其有效值I为：I=(1) 式中：I1，I2，…In，分别表示输入电流的基波分量与各次谐波分量。
谐波电流使电力系统的电压波形发生畸变,我们将各次谐波有效值与基波有效值的比称之为总谐波畸变THD(TotalHarmonicDistortion)：THD=(2) 用来衡量电网的污染程度。
脉冲状电流使正弦电压波形发生畸变，见图3的波峰处。
它对自身及同一系统的其它电子设备产生恶劣的影响，如：——引起电子设备的误操作，如空调停止工作等；——引起电话网噪音；——引起照明设备的障碍，如荧光灯闪灭；——造成变电站的电容，扼流圈的过热、烧损。
功率因数定义为PF=有效功率/视在功率,是指被有效利用的功率的百分比。
没有被利用的无效功率则在电网与电源设备之间往返流动，不仅增加线路损耗，而且成为污染源。
设电容输入型电路的输入电压e为：e(t)=Em·sinω0t(3)图1电容输入型电路图2电容输入型电路的输入电流,5A/DIV图3输入电压波形发生畸变入电流i为：i(t)=Imk·sin(kω0t)(4)则有效功率Pac为：Pac=e(t)·i(t)dt=Em·Im1/2=E·I1而视在功率Pap为：Pap=E·I因此：PF=Pac/Pap=I1/I=(5)电流波形为图2的电源功率因数只有62.4％。
无源功率因数校正电路的原理和应用
无源功率因数校正电路的原理和应用摘要:本文介绍SIEMENS公司提出的开关电源集成控制器TDA16846无源功率因数校正(PFC)电路原理及其在电视机开关电源中的应用。
功率因数的改善是基于一个特殊的由电感,电容及二极管组成的充电泵电路,该电路在功率管的高压端兼起吸收缓冲作用,因此它具有输入谐波电流分量小,PF值高以及EMI小、电路简单、成本低和可靠性高等优点。
这为电视机厂家提供了一个高效价廉的解决电源谐波问题的新方案。
关键词:开关电源功率因数校正一、引言众所周知,目前电视机和大部分通用电器都广泛地从交流电网中提取电能经整流后变成直流电供全机使用,AC电源经桥式整流后常接一个滤波平整电容。
由于该电容的存在,使整流臂的导通时间小于半个周期,因而做成输入电源电压是正弦形,而输入电流却是正负交替的脉冲形。
后者导致大量电流谐波特别是三次谐波的产生,这既构成对电网效能的干扰和损害,又降低了本机功率因数,为此，我国跟欧美各国一样，已于去年12月1日起正式实施限制功耗大于75W的通用电器产品输入谐波电流的新规定。
面对这种新情况,当前各电器厂家都必须考虑更新产品中的电源设备,尤其是对25英寸以上的彩色电视机,过去国内产品绝大部分都没有安装PFC电路,其PF值一般在0.55～0.65之间,输入电流谐波分量往往超出国家限定的标准,因此改进电源电路,增加PFC功能以便降低电视机的输入电流谐波分量是各厂家的当务之急。
本文介绍由SIEMENS公司推出的与开关电源集成控制器TDA16846配合使用的一个无源功率因数校正(PFC)电路,该电路能将电源PF值提高到0.9以上,与有源PFC电路相比,它明显地具有结构简单,成本低,可靠性高,和EMI小等优点,因此对电视机厂家来说,不失为一个有效的解决电源谐波问题的可行方案。
二、无源PFC电路工作原理介绍图1示出一个不含PFC的标准型电源电路的输入电压Vm和输入电流Im波形,Im只在Vm为正最大和负最大的一小段时间内流通,在这些时间以外,Im为零。
功率因数校正芯片的分析与优化设计
功率因数校正芯片的分析与优化设计随着电力需求的增长和能源的日益稀缺，提高能源利用率成为了当今社会亟待解决的问题。
功率因数校正技术因其能够提高电源的效率和减少能量损耗而备受关注。
功率因数校正芯片作为实现功率因数校正技术的关键组成部分，其分析与优化设计显得尤为重要。
首先，我们来分析功率因数校正芯片的工作原理。
功率因数校正芯片主要根据电源输入电流的波形来判断负载的功率因数，并通过控制电路中的开关器件来改变输入电流的波形，从而实现功率因数的校正。
通过引入电感和电容等元件，功率因数校正芯片能够将电源输入电流的波形变得更加接近正弦波，从而提高功率因数。
接下来，我们需要对功率因数校正芯片进行优化设计。
首先，需要考虑功率因数校正芯片的集成度和功耗。
集成度的提高能够减小芯片的体积，降低制造成本，并提高工作效率。
而功耗的降低则能够减少能量损耗，提高整个电源系统的效率。
其次，需要考虑功率因数校正芯片的稳定性和可靠性。
稳定性的提高能够保证芯片在不同负载条件下都能正常工作，而可靠性的提高则能够延长芯片的使用寿命。
在进行功率因数校正芯片的优化设计时，还需要考虑到实际应用中的一些特殊要求。
例如，对于工业领域来说，功率因数校正芯片需要具备较高的抗干扰能力和稳定性，以应对复杂的电磁环境和负载波动。
而对于家用电器来说，功率因数校正芯片需要具备低成本、小体积和低功耗的特点，以方便集成到各类电器中。
综上所述，功率因数校正芯片的分析与优化设计是提高电源效率、降低能量损耗的关键环节。
通过分析功率因数校正芯片的工作原理，我们可以了解其基本原理和实现方式。
在优化设计中，需要考虑到集成度、功耗、稳定性和可靠性等因素，并根据实际应用的特殊要求进行相应的调整。
只有不断完善功率因数校正芯片的设计，才能更好地满足不同领域的需求，实现能源的高效利用。
功率因数校正电路原理说明与应用(APFC)
第四章 APFC4.1 功率因素校正技术的由来由整流二极管和滤波电容组成的整流滤波电路具有很多优点:应用广泛、价格低廉、可靠性高等，但是它产生的谐波对电网有着严重的污染，单项不可控整流电路存在以下几个主要的问题：（1）启动时冲击电流大；（2）正常工作时，由于二极管的导通角是<180°，会形成幅度很高的窄脉冲，总谐波失真THD通常超过100%，从而引起了电网电压波形的畸变。
（3）谐波带来的电路功率因数低，一般约为0.5~0.6，造成电路的效率低。
由整流电路可知，二极管整流滤波电路，因为二极管的导通角<180°，以及无源器件电感L、电容C导致的输入信号发生畸变，不但降低了系统的功率因数，效率大大减小，还造成噪声和对电网冲击等一系列的危害。
因此，为了减小AC/DC交流电路输入端谐波电流造成的噪声和谐波污染，保证电网高质量供电以及高可靠性；同时，通过相关技术达到电路节能的效果。
以上阐述都表明了研究提高电路功率因数重要性，因此提出了功率因数校正技术（PFC）的概念。
那如何提高功率因数？根据第三章整流电路的分析可知，功率因数λ=PS=cosφ=υ∙cosφ1主要由两个因素决定：基波因数和相位因数。
因此，通过提高基波因数υ=I1I和相位因数cosφ1是两个主要的途径：(1)使输入电压、输入电流同相位。
若输入电压与输出电压同相位，则相位因素cosφ1为1，功率因素λ增大；(2)使输入电流正弦化若输入电流正弦化，即电流频率保持固定，几乎不存在谐波分量，υ=I1I=1，功率因素λ增大。
满足以上两个条件，功率因素将接近为1，电路效率将非常高。
4.2 PFC的分类根据使用器件的不同，分为无源功率因数校正和有源功率因数校正。
根据有无整流桥，分为有桥PFC和无桥PFC。
无源PFC无源PFC一般采用电感补偿方法。
这种方式是使用由电感、电容等无源器件组合而成的谐振电路来降低谐波电流，以及减小交流输入的基波电流与电压之间相位差，从而提高功率因数。
有源功率因数校正技术简介
有源功率因数校正技术简介摘要：随着电力电子装置的使用，电网中的谐波含量越来越多，功率因数校正技术在近些年来成为研究热点，可分为有源功率校正和无源功率校正。
其中，有源功率校正装置具有体积小、效率高等优点，本文对有源功率校正技术在buck、boost、buck-boost、flyback以及软开关等电路拓扑中的应用做了简单的介绍。
关键词：有源功率因数校正、buck、boost、buck-boost、软开关1引言近20年来电力电子技术得到了飞速的发展，已广泛应用到电力、冶金、化工、煤炭、通讯、家电等领域。
电力电子装置多数通过整流器与电力网接口，经典的整流器是由二极管或晶闸管组成的一个非线性电路，在电网中产生大量电流谐波和无功污染了电网，成为电力公害。
电力电子装置已成为电网最主要的谐波源之一。
20世纪90年代以来，世界上许多国家和国际组织都对电力电子产品的功率因数及谐波成分作了限制。
为了使电力电子产品的功率因数及谐波成分满足上述的规定和标准，可在整流桥和滤波电容之间加一级用于功率因数校正的功率变换电路，使输入电流为正弦波，从而提高功率因数，这就是有源功率因数校正技术。
有源功率因数校正（Active Power Factor Correction，简称APFC）技术由于变换器工作在高频开关状态，而具有体积小、重量轻、效率较高、输人电压范围宽、THD小和功率因数高等优点，因此在现代电力电子技术中得到了广泛的应用。
2 有源功率因数校正的基本原理APFC又称为有源开关型补偿法，现今得到推广的APFC是DC/DC变换型电流整形方法，由于其主体为高频DC/DC变换器，所以也称为高频APFC。
高频APFC的基本思想是：将输入交流电压进行全波整流，然后对全波直流电压进行DC/DC变换，通过适当控制，使输入电流平均值自动跟踪全波直流电压的基准，且保持输出电压稳定，从而实现恒压输出和单位功率因数。
图1有源功率因数校正原理框图图1为这种电路的原理框图，其中，整流器为单相桥式不可控整流器，主电路采用DC/DC 变换电路，控制电路内部包含有一个电压误差放大器、一个电流误差放大器、一个模拟乘法器和一个固定频率的PWM控制器。
电力电容器的功率因数校正应用
电力电容器的功率因数校正应用随着现代工业和生活的发展，电力需求越来越大，对电力质量的要求也越来越高。
功率因数是衡量电路效率和能源利用率的重要指标之一，而电力电容器的功率因数校正应用则成为改善电力质量的重要手段之一。
本文将介绍电力电容器的功率因数校正应用原理和优势，并探讨其在实际应用中的一些关键问题。
一、功率因数的概念和意义功率因数是指交流电路中有功功率与视在功率之比。
在电网中，普遍存在着许多电感性负载，如电动机、变压器等，这些负载会导致电路的功率因数下降。
功率因数低不仅会导致电网能源的浪费，还会引发电压波动、线损增加等问题，甚至对电网稳定性造成影响。
二、电力电容器的功率因数校正原理电力电容器是一种能够存储和释放电能的器件，具有良好的电容性能。
功率因数校正电容器可以通过在负载电路中串联或并联连接，来提高电路的功率因数。
其原理是通过电容器吸纳和释放电能，使电流的相位发生改变，从而抵消电感性负载产生的滞后电流。
三、电力电容器的功率因数校正优势1. 提高电路功率因数：电力电容器的功率因数校正应用可以有效提高电路的功率因数，降低电路的无功功率损耗，提高电能利用效率。
2. 减轻电网负担：功率因数校正电容器可以吸收和释放无功功率，降低电网负荷，减少输电线路的损耗，提高电能传输效率。
3. 提高电网稳定性：功率因数校正电容器可以减少有功功率的浪费，降低电网电压波动，提高电网的稳定性和可靠性。
四、电力电容器的功率因数校正应用中的关键问题1. 选型和容量计算：在进行功率因数校正应用时，需要根据实际负载情况选择合适的电容器型号和容量，以确保校正效果和系统的稳定性。
2. 过电压和过电流保护：功率因数校正电容器工作时需要注意过电压和过电流的保护，采取合适的保护措施，以防止电容器损坏或发生故障。
3. 安装和维护：电力电容器需要安装在干燥通风的环境中，并定期进行维护和检查，确保其正常运行和使用寿命。
五、结语电力电容器的功率因数校正应用在电力系统中具有重要的意义。
电阻电路中的功率因数与功率因数校正
电阻电路中的功率因数与功率因数校正功率因数（Power Factor，PF）是指电路中有用功率与视在功率之比，用来衡量电路中有用电能的利用率。
在电阻电路中，功率因数与功率因数校正起着重要的作用。
本文将探讨电阻电路中功率因数的概念、计算方法以及功率因数校正的原理。
1. 功率因数的定义和计算方法功率因数反映了电路中有用功率与总功率之间的关系，其计算方法如下：功率因数 PF = 有用功率 P / 视在功率 S其中，有用功率 P 是指电路中从电源提供给有用负载的实际功率，通常以瓦特（W）为单位；视在功率 S 则是指电路中电源提供的总功率，通常以伏安（VA）为单位。
2. 电阻电路中的功率因数在电阻电路中，电流与电压的波形相位一致，且功率因数稳定为1。
这是因为电阻电路中没有电感或电容元件，电流和电压相位差为零，从而使得有用功率等于总功率。
此时，电路中的功率因数不需要校正。
但在实际应用中，许多电路包含了电感或电容元件，这会导致功率因数下降，降低电能的利用效率。
3. 功率因数校正的原理为了提高功率因数，需要进行功率因数校正。
常用的功率因数校正方法有以下两种：(1) 并联电容器法在含有电感元件的电路中，可以通过并联接入一个适当容值的电容器来补偿电感元件的感性导致的功率因数下降。
电容器的容值根据电路中电感元件的参数和所需的功率因数校正值来确定。
(2) 串联电阻法在含有电容元件的电路中，可以通过串联接入一个适当阻值的电阻来补偿电容元件的容性导致的功率因数下降。
电阻的阻值也根据电路中电容元件的参数和所需的功率因数校正值来确定。
这两种方法都可以有效地提高电路的功率因数，降低视在功率，减少电能的浪费。
4. 功率因数和电能质量功率因数和电能质量密切相关。
当电路的功率因数较低时，会引起电网压降过大、线路过热、变压器过载等问题。
此外，低功率因数还可能导致电能质量下降，如引起电压波形失真、激励电流增加等。
因此，在工业生产和电力供应中，对于电阻电路等含有感性和容性元件的电路，进行功率因数校正是十分必要的，有助于提高电能利用效率和保障电能质量。
有源功率因数校正技术原理及应用
摘
要 ：介 绍 功 率 因数 校 正 定 义 、 原 理 及 ＡＰ Ｃ控 制 方 法 ，并 进 行 实例 分 析 。 ． Ｆ
关 键 词 ：ＰＦ Ｃ；ＡＰＦ Ｃ；ＵＣ３ ５ ８４
目前 国 际 上 推 行 的 Ｉ Ｃ ５ — ２ Ｎ６ ５ ５ ２ Ｅ ５５ ，Ｅ Ｏ ５ — ， ＩＥ Ｅ Ｅ一 １ ９等 标 准 对 电 子 生 产 厂 家 入 网 电气 设 备 的 ５
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在 电源输 入级 插 进 功率 因数 校 正 网络 ，通过适 当 的控 制 电路不 断 调节 输入 电流波 形 ， 其 逼 近正 弦波 ， 使
并 与输入 的 电网 电压 保持 同相 ，这样 就 达到 了功 率 因
覆 一 ＰｆｖＲ ｓ× Ｉ Ｍ 、 （ Ｍ Ｒ Ｓ ）
ＶＲ× Ｊｃ ｓ ／ ＶＲ× Ｉ ）＝ Ｊ ｃ ｓ ／ Ｒ １ｏ ￣ （ Ｒ １ｏ ￣ Ｉ ７ｏ ￣ ｅｓ
＝＝
在 整 流器 和 负载 之 间接入 一个 ＤＣ－ＤＣ开关变 换 －
器 ，应 用 电流 反馈 技术 ，使 输 入端 电流 ｉ波形 跟 踪交 ｉ 流输 入 正 弦电压 波 形 ，使 电网 输入 端 的 电流 波形逼 近 正 弦波 ， 并与 输 入 的 电网 电压 同相位 。 主要 优点是 ： 可 得 到较 范 可
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有 源功 率 因数 校 正技 术原 理及 应 用
收 稿 日期 ：２ ０ — ７ １ ０２ ０ —９
有源功 率 因数校 正技术 原理及 应用
Ａ ＰＦＣ ｃ ｏ ｏ ｙ Ｐｒ ｎ ｉ ｅ ａ ｄ Ａｐｐｌｃ ｔｏ Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇ ｉ ｃ ｐｌ ｎ ｉａ ｉｎ
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功率因数校正原理及相关IC
近年来，随着电子技术的发展，对各种办公自动化设备，家用电器，计算机的需求逐年增加。
这些设备的内部，都需要一个将市电转换为直流的电源部分。
在这个转换过程中，会产生大量的谐波电流，使电力系统遭受污染。
作为限制标准，IEC发布了IEC1000?3?2；欧美日各国也颁布实施了各自的标准。
为此谐波电流的抑制及功率因数校正是电源设计者的一个重要的课题。
2高次谐波及功率因数校正一般开关电源的输入整流电路为图1所示：市电经整流后
近年来，随着电子技术的发展，对各种办公自动化设备，家用电器，计算机的需求逐年增加。
这些设备的内部，都需要一个将市电转换为直流的电源部分。
在这个转换过程中，会产生大量的谐波电流，使电力系统遭受污染。
作为限制标准，IEC发布了IEC1000?3?2；欧美日各国也颁布实施了各自的标准。
为此谐波电流的抑制及功率因数校正是电源设计者的一个重要的课题。
2高次谐波及功率因数校正
一般开关电源的输入整流电路为图1所示：
市电经整流后对电容充电，其输入电流波形为不连续的脉冲，如图2所示。
这
种电流除了基波分量外，还含有大量的谐波，其有效值I
式中：I1，I2，…In，分别表示输入电流的基波分量与各次谐波分量。
谐波电流使电力系统的电压波形发生畸变,我们将各次谐波有效值与基波有效值
的比称之为总谐波畸变THD(TotalHarmonicDistortion)
THD=(2)
用来衡量电网的污染程度。
脉冲状电流使正弦电压波形发生畸变，见图3的波峰处。
它对自身及同一系统的其它电子设备产生恶劣的影响，如：
——引起电子设备的误操作，如空调停止工作等；
——引起电话网噪音；
——引起照明设备的障碍，如荧光灯闪灭；
——造成变电站的电容，扼流圈的过热、烧损。
功率因数定义为PF=有效功率/视在功率,是指被有效利用的功率的百分比。
没有被利用的无效功率则在电网与电源设备之间往返流动，不仅增加线路损耗，而且成为污染源。
设电容输入型电路的输入电压e为：
e(t)=Em·sinω0t(3)
图1电容输入型电路
图2电容输入型电路的输入电流,5A/DIV
图3输入电压波形发生畸变
入电流i为：i(t)=Imk·sin(kω0t)(4)
则有效功率Pac为：
dt=Em·Im1/2=E·I1而视在功率Pap为：
Pap=E·I因此：
电流波形为图2的电源功率因数只有62.4％。
由式(2)、(5)可见功率因数与总
谐波畸变THD的关系为
从式(2)、式(5)可见，抑制谐波分量即可达到减小THD，提高功率因数的目的。
因此可以说谐波的抑制电路即功率因数校正电路(实际上有所区别)。
3功率因数校正的实现方法
综上所述，只要设法抑制输入电流中的谐波分量，通过电路方法，将输入电流波形校正为或使无限接近正弦波,即可实现功率因数校正。
有很多的电路方式可以实现这一目的，比如说在电路中加入一个大电感（见图4），使整流管的导通角变大。
这种方法虽然简单，价格低，但存在体积大，重量大，且效果不好(PF小于80％)等缺点。
下面以东芝公司的功率因数校正控制ICTA8310F为例，介绍一种有源功率因数校正方法。
电路原理图见图5。
3．1主电路
由一个全桥整流器和升压型BOOST变换器构成，虽然其它的变换器
BUCK,FLYBACK等也可以实现这一功能，但是由于BOOST变换器具有输出电容小断电保持时间长，可实现WorldWild电压输入，及输入电流连续EMI小等诸多优点，大部分功率因数校正都采用它来作为主电路。
Vout=Vin/（1－D）（7）
式中：Vin为输入电压的有效值；
D为开关管FET的占空比。
主电路参数为：输入178～264Va.c.；
输出380Vd.c.；
最大输出功率608W。