功率因数校正浅析
三相电路中的功率因数校正技术
三相电路中的功率因数校正技术三相电路在现代电力系统中起着重要的作用，广泛应用于工业、商业和住宅领域。
然而，由于许多负载设备对电能的使用效率较低，三相电路中的功率因数往往较低。
低功率因数不仅会导致电网负荷增加和能源浪费，还可能引起电力损耗、设备过载和不稳定的电压波动。
因此，对三相电路进行功率因数校正至关重要。
本文将介绍三相电路中的功率因数校正技术及其重要性。
一、功率因数简介功率因数是指电路中有功功率与视在功率之比，用来表示负载对电能的有效利用程度。
功率因数介于0和1之间，数值越接近1表示负载对电能的有效利用程度越高。
反之，数值越接近0表示负载对电能的浪费程度越高。
因此，提高功率因数可以有效降低电网负荷，减少能源消耗。
二、功率因数校正技术为了提高三相电路中的功率因数，可以采取多种校正技术。
以下是几种常见的功率因数校正技术：1. 容性校正容性校正是通过添加并联电容器来补偿电路的无功功率，从而提高功率因数。
电容器具有导纳特性，可以产生与负载电流相反的无功电流，从而抵消负载电感元件的无功电流。
容性校正技术简单易行，广泛应用于各种三相电路。
2. 主动功率因数校正主动功率因数校正是通过使用电子设备来监测电路功率因数，并控制电路中的无功功率来实现校正。
该技术适用于大型工业设备和电力系统，能够实时对功率因数进行调节，提高功率因数的稳定性和精度。
3. 静态无功发生器静态无功发生器（SVC）是一种能够提供可控无功功率的装置。
通过调节SVC中的电容器和电感器的比例，可以实现对三相电路中的功率因数进行校正。
SVC具有响应速度快、调节范围广等优点，适用于对功率因数要求较高的场合。
三、功率因数校正的重要性三相电路中的功率因数校正对电力系统的稳定运行和能源节约至关重要。
以下是功率因数校正的几个重要方面：1. 降低电网负载低功率因数会增加电网传输的电流，导致电网负荷增加。
通过提高功率因数，可以减小电流，降低电网负荷，提高电网的运行效率和可靠性。
电路中的功率因数校正
电路中的功率因数校正电路中的功率因数校正是一个重要的技术，它对于电力系统的稳定运行和能源的有效利用都具有重要意义。
功率因数是描述电路中有功功率和视在功率之间比值的参数，它的值在0到1之间，越接近1表示电路的效率越高。
而功率因数校正就是通过采取一系列措施，使得功率因数接近1，从而提高电路的效率和稳定性。
在电路中，有功功率是指为执行实际工作所消耗的能量，如电灯的亮度、电动机的转速等。
而视在功率则包括有功功率和无功功率。
无功功率是指由于电路中的电感和电容元件所产生的能量，如电路中的电感元件会导致电流滞后于电压，而电容元件则会使电流超前于电压。
这种滞后和超前的现象会产生无功功率。
功率因数即为有功功率和视在功率的比值。
当功率因数低于0.9时，电路会出现能量浪费、设备损坏等问题。
因此，提高功率因数至关重要。
为了实现功率因数校正，可以采取以下几个方法。
首先，采用功率因数前置校正器。
功率因数前置校正器是一种将功率因数校正装置与负载设备相连接的设备。
它通过改变电路中电压和电流的相位关系，使得功率因数接近1。
功率因数前置校正器的设计和制造需要根据负载设备的特性来确定，以确保它能够有效地校正功率因数。
其次，可以使用电容器进行功率因数校正。
电容器是一种具有储存和释放能量能力的元件，它可以提供无功功率并改变电路中的相位关系，从而提高功率因数。
在电路中加入适当大小的电容器，可以有效地校正功率因数，提高电路的效率。
此外，电动机的控制也是功率因数校正的重要方面。
电动机通常是电力系统中最大的无功功率负载，因为它们往往会导致大量的电压和电流的相位差。
通过采用先进的电机控制技术，如变频器和电机有功器等，可以提高电动机的功率因数，减少无功功率的消耗。
最后，电路中的功率因数校正还需要对电力负荷进行合理分配。
合理分配负荷可以避免某些电力设备过载而导致功率因数下降的问题。
通过合理规划电力负荷的分布，可以保持电路的功率因数在理想水平。
总之，电路中的功率因数校正是一个关键的技术，对于提高电力系统的效率和稳定性具有重要作用。
功率因数校正(PFC)的几个小知识
1、什么是功率因数校正(PFC)?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。
基本上功率因数可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因数值越大，代表其电力利用率越高。
开关电源供应器上的功率因数校正器的运作原理是去控制调整交流电电流输入的时间与波型，使其与直流电电压波型尽可能一致，让功率因数趋近于。
这对于电力需求量大到某一个水准的电子设备而言是很重要的, 否则电力设备系统消耗的电力可能超出其规格，极可能干扰铜系统的其它电子设备。
一般状况下, 电子设备没有功率因数校正(Power Factor Correction, PFC)时其PF值约只有0.5。
PFC的英文全称为“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。
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。
计算机开关电源是一种电容输入型电路，其电流和电压之间的相位差会造成交换功率的损失，此时便需要PFC电路提高功率因数。
目前的PFC有两种，一种为被动式PFC（也称无源PFC）和主动式PFC（也称有源式PFC）。
PFC打个形象的比方：一个啤酒杯的容积是一定的，就好比是视在功率，可是你倒啤酒的时候很猛，就多了不少的泡沫，这就是无功功率，杯底的啤酒其实很少，这些就是有功功率。
这时候酒杯的利用率就很低，相当于电源的功率因数就很小。
PFC的加入就是要减少输入侧的无功功率，提高电网的利用率，对于普通的工业用电来讲是把电流的相位与电压的相位调整到一块了，对于开关电源来讲是把严重畸变了的交流侧输入电流变成正弦，另外还有降低低次谐波的功能，因为输入的电流是正弦了。
2、为什么我们需要PFC?功率因素校正的好处包含:1. 节省电费2. 增加电力系统容量3. 稳定电流低功率因数即代表低的电力效能，越低的功率因数值代表越高比例的电力在配送网络中耗损，若较低的功率因数没有被校正提升，电力公司除了有效功率外，还要提供与工作非相关的虚功，这导致需要更大的发电机、转换机、输送工具、缆线及额外的配送系统等事实上可被省略的设施，以弥补损耗的不足。
电力系统中的功率因数校正方法研究
电力系统中的功率因数校正方法研究在电力系统中，功率因数是一个非常重要的参数。
功率因数是指电流和电压之间的相角差值的余弦值，它反映了电源的有效功率和视在功率之间的比例关系。
功率因数的大小直接影响到系统的效率和能源利用率。
一个高功率因数可以减少电流的损耗和能源的浪费，同时也可以提高系统的稳定性。
因此，对于电力系统来说，如何进行功率因数校正是一个非常重要的问题。
传统的功率因数校正方法主要包括电容器补偿、感性负载接入和主动功率因数校正。
这些方法各有优劣，下面我们将对它们进行分析和比较。
首先，电容器补偿是一种常见的功率因数校正方法。
它通过接入适量的电容器来补偿感性负载的功率因数。
这种方法操作简单，成本相对较低。
然而，电容器补偿存在一些问题。
一方面，电容器的容量需要根据感性负载的功率因数进行选择，容量选择不当会导致系统过补偿或欠补偿，影响系统的性能。
另一方面，电容器需要占用一定的空间，并且需要进行定期维护和更换，增加了系统的管理成本。
其次，感性负载接入是另一种功率因数校正方法。
当系统中存在感性负载时，可以通过接入一定量的感性负载来提高功率因数。
这种方法操作相对简单，成本也较低。
然而，感性负载接入也存在一些问题。
一方面，接入感性负载会增加系统的电流，导致线路的损耗增加和电源的负荷增加，影响系统的效率。
另一方面，感性负载不易控制，需要根据实际情况进行调整，增加了系统的管理难度。
最后，主动功率因数校正是一种较为先进的功率因数校正方法。
主动功率因数校正利用电力电子技术，通过对电流和电压进行实时检测和调整，使电力系统的功率因数始终保持在一个合理的范围内。
这种方法操作灵活，可以实时监测和调整功率因数，保持系统的稳定性和高效性。
然而，主动功率因数校正也存在一些问题。
一方面，主动功率因数校正需要较高的技术和设备投资，成本相对较高。
另一方面，主动功率因数校正对系统的稳定性要求较高，需要进行复杂的系统分析和设计。
综上所述，电力系统中的功率因数校正方法有电容器补偿、感性负载接入和主动功率因数校正等。
有源功率因数校正浅析
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图八 Ａ Ｆ 电路 中输 入 电流或 电感 电流 的示意 ＰＣ
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减 少它 的失真 。
图一电路 中， 由于 ｃ的存在 ， 只有当输入 电压 高于 ｃ两端电压时， 整流器 中才有电流流过。一般 ｃ的容量很大 ，致使 整流二极管 的导通 角远小 于 １０ 即输入电流的导通时间很短 ， ８ 。， 导致电路 的功 率因数约为 Ｏ ～０ 。 ． ． ６ ７ 图四是一种典型无源 Ｐ Ｃ电路。 Ｆ 当输入 电压高 于 Ｃ 和 Ｃ 两端的电压时 ， １ ２ 两个 电容器处于串联充 电状态。当输入电压低于 ｃ１ Ｃ 两端 的电压时 ， 和 ２ 两个 电容处于并联放电状态。这样就增加了二极管
什么是电子电路中的功率因数校正
什么是电子电路中的功率因数校正电子电路中的功率因数校正是一项重要的技术，它对于提高电路的效率、减少能量损耗具有至关重要的作用。
本文将从功率因数的定义、功率因数校正的意义以及常见的功率因数校正方法等方面进行论述。
一、功率因数的定义与意义功率因数是指电路中有用功与视在功的比值，用来衡量电源对电路的有效供电能力。
功率因数的取值范围为-1到1之间，当功率因数为正值时，表示电路具有较高的能量传输效率，而当功率因数为负值时，表示电路存在能量回馈现象，损耗能量并降低整个电路的效率。
在现代电力系统中，功率因数校正具有重要的意义。
首先，功率因数校正可以提高电力系统的效率，减少能源的浪费，从而降低能源成本；其次，功率因数校正可以减小电力输送过程中的能量损失，提高电网的稳定性和可靠性；此外，功率因数校正还可以减少谐波产生，降低电网对其他设备的干扰。
二、功率因数校正的方法1. 电容器法电容器法是一种简单常用的功率因数校正方法。
通过连接适量的电容器，补偿电路中的感性负载，从而实现功率因数的校正。
电容器可以通过串联或并联的方式连接到电路中，具体的选择需要根据电路负载特性和功率因数的校正要求来确定。
2. 无功发生器法无功发生器法是一种更为精确的功率因数校正方法。
它利用无功发生器产生与感性负载相反的无功功率，通过与感性负载串联或并联进行抵消，从而实现功率因数的校正。
无功发生器通常由电容器和电感器组成，通过调节电容器和电感器的数值，可以实现对功率因数和无功功率的精确控制。
3. 变压器法变压器法是一种适用于大型电力系统的功率因数校正方法。
通过串联或并联的方式连接变压器，改变电压相位差，从而实现功率因数的校正。
变压器法在电力系统中应用广泛，可以校正不同规模的电力设备和电力负载，具有较高的准确性和可靠性。
4. 电子器件法电子器件法是一种通过电子器件实现功率因数校正的方法。
常用的电子器件包括功率因数校正电容器、功率因数校正电感器和功率因数校正芯片等。
功率因数校正的分析
CRM；而如欲减少EMI问题，选择DCM。
b．如功率水平高于250W，CCM是首选方案。
此方案虽然可保持峰值电流和有效值电流，但必须解决二极管反向恢复问题。
c．如功率水平在150W 与250w之间，方案的选择则取决于设计人员的磁件设计水平。
d．如果功率在几kw之上，则采用可控整流电路代替不控整流电路，控制方法采用pwm整流，以实现功率因数的矫正。
2、其它系统要求：拓扑的选择还以满足各种高能效标准。
例如，如果需要使系统中的频率同步，则不能采用CRM。
此外，如果第二个功率段可处理较大范围(在某些功率序列安排中可能需要)的输入电压，则应选择跟随升压。
功率因数的限制因数：为什么在一般的电路中功率因数较低呢？有很多因数的影响。
其中影响功率因数的主要原因是这些电器的整流电源普遍采用的电容滤波型桥式整流电路（图1）。
这种电路的基本工作过程是：在交流输入电压的正半周，D1、D3导通，交流电压通过Dl、D3对滤波电容C充电，若Dl、D3的正向电阻用r表示，交流电源内阻用R表示，则充电时间常数可近似表示为：τ=C2(+r)R由于二极管的正向电阻r和交流电源内阻R很小，故r很小。
滤波电容C很快被充电到交流输入电压的峰值，当交流电源输入电压小于滤波电容C的端电压时，Dl、D3就处于截止状态；同理，可分析负半周D2、D4的工作情况。
由分析不难看出，当电路达到稳态后，在交流输入电压的一个周期内二极管导通时间很短，输入电流波形畸变为幅度很大的窄脉冲电流(图2)。
由上图可分析出，这种畸变的电流含有丰富的谐波成分，严重影响电器设备的功率因数。
由理论推2=/1THDPF+)(1因此，降低电器设备的输入电流谐波含量是提高功率因数的根本措施。
为了提高效率，减少谐波畸变率，必须进行功率因数校正。
为了减少成本，在低功率的条件下，采用无源功率因数校正电路，文献提出了一种逐流充放电式的无源校正电路，并在此基础上对逐流充放电式的无源校正电路进行了拓扑，其中提出的电路拓扑适用于小功率，低损耗，成本低的条件下使用。
什么是电路中的功率因数和功率因数校正
什么是电路中的功率因数和功率因数校正在电路中，功率因数（Power Factor，简称PF）是用来衡量电路中有用功与视在功之间的比例关系的参数。
它反映了电路的能效情况，是评价电路性能的重要指标之一。
而功率因数校正则是一种改善功率因数不良的方法，它通过使用功率因数校正装置来调整电路中的功率因数，以提高电路的能效。
一、功率因数的定义和意义功率因数是指电路中有用功与视在功之比，用Pf来表示。
有用功是指在电路中完成有益功效的功率，比如转换电能为机械能的功率；视在功是指电路中传输的总功率，包括有用功和无用功（如无功功率）。
功率因数是评价电路能效的重要指标，它决定了电路的有功功率和视在功率之间的比例关系。
一个低功率因数意味着电路中有较多的无用功消耗，降低了能效，浪费了能源。
因此，提高功率因数对于减少能源浪费，提高电路能效至关重要。
二、功率因数的计算和意义解读功率因数的计算简单，一般通过有功功率和视在功率的比值得出。
其计算公式为：Pf = 有用功 / 视在功 = P / S其中，P表示有功功率，单位为瓦特（W）；S表示视在功率，单位也为瓦特（W）。
功率因数的取值范围为0到1之间，常见的功率因数有1、0.9、0.8等。
当功率因数为1时，表示电路中只有有用功，没有无用功，电路的能效最好。
而功率因数越小，表示电路中无用功的比例越大，能效越低。
三、功率因数校正的意义和方法功率因数校正是为了改善电路中功率因数不良的情况，提高电路的能效。
在应用中，特别是在工业、商业领域，功率因数校正得到广泛应用。
功率因数校正的方法有多种，常见的包括使用电容器、整流器等，其中电容器是最常用的校正装置之一。
电容器可以引入一定的无功功率，与电路中的感性负载相抵消，以达到提高功率因数的目的。
通过合理选择电容器的数值和接入位置，可以实现功率因数的校正，减少无用功的损耗。
四、功率因数校正的影响和注意事项功率因数校正的实施会对电路性能产生重要的影响，具体表现在以下几个方面：1. 提高能效：好的功率因数校正可以减少无用功的损耗，提高电路的能效，降低能源消耗。
电路中的功率因数校正与无功补偿
电路中的功率因数校正与无功补偿电力系统是现代社会不可或缺的重要组成部分，而电路中的功率因数校正与无功补偿则是电力系统运行中必不可少的技术手段。
本文将探讨功率因数和无功补偿的基本概念，并介绍功率因数校正和无功补偿的原理、方法和应用。
通过对这些内容的学习，我们可以更好地理解电路中功率因数校正和无功补偿的重要性，以及如何应用这些技术手段来提高电力系统的稳定性和效率。
1. 功率因数的概念与意义功率因数是描述交流电路中有功电能和无功电能之间相互关系的参数。
它是用来衡量电路中所消耗的有功功率与所输送的总功率之间的比值。
功率因数的数值介于0到1之间，当功率因数接近1时，电路的效率更高，而功率因数接近0时，电路的效率更低。
因此，正确校正和补偿功率因数对于提高电路的效能和稳定性至关重要。
2. 无功补偿的原理与方法无功补偿是通过对电路中的电容器和电感器进行合理地配置和控制，以实现无功功率的补偿和消除。
通过引入补偿装置，可以提高功率因数，改善电压质量，减小电力系统中的电流和电压波动，提高电路的稳定性。
常用的无功补偿技术包括静态无功补偿（SVC）、静止无功发生器（STATCOM）和动态无功补偿（DSTATCOM）等。
3. 功率因数校正的原理与方法功率因数校正是通过合理地调整电路中的有功功率和无功功率之间的比例关系，来改善功率因数。
常用的功率因数校正技术主要包括并联电容器、串联电感器和自动功率因数校正装置等。
并联电容器可以增加电路中的无功功率，从而提高功率因数；串联电感器可以减少电路中的有功功率，同样可以实现功率因数的校正。
4. 功率因数校正与无功补偿的应用功率因数校正和无功补偿技术广泛应用于电力系统中，以提高系统的运行效率和经济性。
在工业生产和商业领域，采用功率因数校正和无功补偿技术可以减少电能的损耗，优化电力负载，降低能耗成本。
在电力输配系统中，通过无功补偿和功率因数校正，可以提高电力系统的稳定性，减少电网的损耗，增加输电距离，降低电力系统的负荷损耗。
电子电路中的功率因数校正方法
电子电路中的功率因数校正方法在电力系统中，功率因数是衡量负载的有效功率与视在功率之比的指标，它的大小直接影响到电路的效率和能耗。
功率因数过低不仅会造成能源的浪费，还会导致电网负荷过大，甚至影响到电力设备的正常运行。
因此，为了提高电子电路的效率和减少能源浪费，我们需要采取合适的功率因数校正方法。
一、有源功率因数校正方法有源功率因数校正是通过引入功率因数校正装置来改善功率因数的方法。
这种方法主要利用电容器、电感器等能够主动吸收或释放无功功率的器件，在电路中实现无功功率的补偿，从而提高功率因数。
电容器校正法是一种常见的有源功率因数校正方法。
通过并联连接电容器，可以补偿电路中的无功功率，并提高功率因数。
电容器校正法具有动态响应快、控制简单、成本较低等优势，广泛应用于各种电子设备和家居电器中。
二、无源功率因数校正方法无源功率因数校正是通过改变电路的拓扑结构和元器件的参数来实现功率因数的校正。
这种方法通常不需要外部能量源，适用于一些不便于引入有源装置的场合。
改变电路拓扑结构是一种常见的无源功率因数校正方法。
通过重新设计电路的连接方式，可以改变电路的功率因数。
比如，将并联电容器改为串联电容器，或者将串联电感器改为并联电感器，都可以改善功率因数。
改变元器件参数也是一种常用的无源功率因数校正方法。
比如，通过改变电容器的容值或电感器的感值，可以调整电路的无功功率，从而改善功率因数。
这种方法需要根据实际电路的负载情况和功率因数要求进行参数匹配，以达到最佳校正效果。
三、主动功率因数校正方法主动功率因数校正是一种较为高级的功率因数校正方法，它通过监测电路的功率因数，再由控制器控制相关装置实现校正。
这种方法具有较强的自动化和智能化特点，能够实时监测和调整功率因数，保持电路的最佳工作状态。
主动功率因数校正方法通常采用微处理器或数字信号处理器作为控制器，并配合电容器、电感器等装置进行校正。
控制器根据电路的负载变化和功率因数需求，计算出所需的校正量，并控制装置的工作状态和参数，实现功率因数的校正。
功率因数校正之分析
功率因数校正之分析
一、什么是功率因数校正
功率因数校正（Power Factor Correction）是指一种技术，其目的是使用技术将电气系统中的负载理论上的实际功率与有功功率之间的差异进行调整，以实现高效的运行。
功率因数校正有助于减少电气系统中的损耗，改善电气系统的运行效率，并降低电力用户的电力费用。
二、功率因数校正原理
根据电力系统中电压和电流的相位关系，有功功率和无功功率可根据下列公式计算：
P=V*I*cosφ
Q=V*I*sinφ
其中P为有功功率，Q为无功功率，V为电压，I为电流，φ为其间的相位差。
因此，当有功功率和无功功率之比不足时，则实际的功率负载与有功功率之间的差异会导致功率因数降低，此时，应采取功率因数校正，即增加无功功率，以使功率因数接近于1
1、电力系统中的电压和电流不再相正交；
2、增大电力系统中的无功功率，以使功率因数接近于1；
3、减少电力系统中的有功功率损耗；
4、改善电力系统的运行效率，减少电力消耗；
5、降低用户的电费；。
电子电路中的功率因数校正技巧
电子电路中的功率因数校正技巧在电力系统中，功率因数是衡量电路效率的重要指标之一。
功率因数校正是一项关键技术，能够调整电路的功率因数，提高电路的效率和稳定性。
本文将介绍电子电路中常用的功率因数校正技巧。
一、背景介绍功率因数是指交流电路中有功功率与视在功率的比值，通常用cosφ表示。
cosφ的值介于-1到1之间，当cosφ接近1时，功率因数较高，表示电路效率较好，反之则表示电路效率较低。
功率因数校正就是通过一系列技术手段改善电路的功率因数，提高电路的效率和稳定性。
二、电容器校正技巧电容器校正技巧是一种常见的功率因数校正方法。
其原理是通过并联连接一个电容器来提高功率因数。
当电路中存在感性负载时，可以通过添加电容器来抵消感性负载的功率因数不良影响，从而达到校正功率因数的目的。
三、谐振电路校正技巧谐振电路校正技巧是另一种常用的功率因数校正方法。
谐振电路是一种特殊的电路结构，能够根据电路的特性选择恰当的谐振频率，从而调整电路的功率因数。
通过合理设计谐振电路的参数，可以使得电路的功率因数接近1，提高电路的效率。
四、有源功率因数校正技巧有源功率因数校正技巧是一种高级的功率因数校正方法。
该方法通过添加功率因数校正电路，使得电路能够主动对功率因数进行调整。
有源功率因数校正技术能够根据电路的实际负载情况进行动态调整，以保持电路的功率因数始终在理想范围内。
五、智能电网中的功率因数校正技巧随着智能电网的发展，功率因数校正技巧在智能电网中的应用也日益广泛。
智能电网通过实时监测电网中的电力负载情况，利用先进的调度算法和控制策略，可以精确地对功率因数进行校正。
智能电网技术的应用使得功率因数校正更加智能化和精确化。
六、总结功率因数校正技巧是电子电路中非常重要的技术手段，能够提高电路的效率和稳定性。
本文介绍了常见的功率因数校正技巧，包括电容器校正技巧、谐振电路校正技巧、有源功率因数校正技巧以及智能电网中的功率因数校正技巧。
在实际应用中，可以根据电路的具体情况选择合适的功率因数校正方法，以提高电路的功率因数并优化电力系统的运行效率。
功率因数校正(论文)
Keyword:powerfactor correction, rectifier,UC3854
第一章 引 言
1.1
随着电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通和家庭中的应用日益广泛，而谐波所造成的危害也日益严重，这己经严重阻碍了电力电子技术的发展。
从220V交流电网经整流供给直流是电力电子技术及电子仪器中应用极为广泛的一种基本变流方案。在含有AC/DC变换器的电力电子装置中，DC/DC变换器或DC/AC变换器的供电电源一般是由交流市电经整流和大电容滤波后得到较为平直的直流电压。大家都知道整流器——电容滤波电路是一种非线性元件和储能元件的结合，因此，虽然输入交流电压是正弦波，而输入交流电流却是一个时间很短、峰值很高的周期性尖峰电流，波形严重畸变。对这种畸变的输入电流进行傅立叶分析，它除含有基波外，还含有大量的高次谐波分量。这些高次谐波倒流入电网，引起严重的谐波“污染”，造成严重危适应了电力电子技术的发展方向，近年来受到广泛重视。目前，国内外在PFC控制技术、数学模型的建立、检测手段等方面都作了大量的研究。对于小功率(100 W以下)AC-DC开关电源，现在国内外正在研究单级高功率因数电路(APFC电路和开关电源只用一级电路构成)，功率因数可达0.9，而成本只增加5%。
国际产业界也开发研制出许多专用APFC控制芯片，UNITRODE，TOKO、MICROLINER，MOTOROLA等国际知名IC公司生产的APFC控制IC达64种之多，极大的简化了有源功率因数电路的设计，推动了APFC技术的发展和应用。
浅谈功率因数校正PFC
浅谈功率因数校正PFC摘要：PFC（功率因数校正）是指减小开关变换器的输入电流的谐波，使其满足要求，根据是否采用了有源器件分为有源PFC和无源PFC。
无源PFC结构简单，成本低，电磁干扰小，适用于小功率；有源PFC的输入功率因素较高，体积小，应用广泛，一般结合于升/降压转换器、正反激电路等各种转换器使用，工作于各种电流模式。
关键词：PFC；无源；有源；滤波无源PFC，初始是简单利用电感和电容形成滤波电路，以减小电路谐波，随着技术的发展，在电路中加入二极管，缓冲电路中电容的浪涌电流，提高电路的功率因数。
无源PFC的发展包括有控制方法的改进和电路拓扑的改进。
首先是对无源PFC的控制方法进行分析，2007年格力提出了一种无源PFC，利用电流检测电路，其中的电感组成的滤波电路不仅仅在整流电路导通的前期，强制短路交流电源，改善电源输入电流的波形；在整流电路导通的后期，依然强制短路交流电源，使输入电流波形的正弦度更高。
2015年欧普公司提出了一种PFC电路，涉及到了过零检测，利用包含有初级和次级线圈的变压器、限流电阻和偏置电阻，在过零检测时，由于偏置电阻的存在，添加了偏置电压，能够精确的检测到电压过零点，提高电路的功率因数，并且能够保证电感电流的连续性。
其次在电路拓扑发展中，2009年哈尔滨工业大学提出了一种无源箝位PFC电路，属于单级桥式PFC，通过在直流电压母线上连接升压电感、包括有四个可控开关的桥式电路、二极管和箝位用的电容，并且，将桥式电路的两个桥臂的中心点依次连接有变压器、输出整流电路、滤波电容和负载，通过对四个可控开关进行切换控制，解决输出电路工频纹波大的问题，实现功率因数校正。
2010年艾默生提出了一种三态三电平PFC电路，包括电感、复合三态开关、两个电容。
利用复合三态开关组成三态三电平PFC电路，利用PWM实现开关管的切换，使电路输出不同的模态，使得输入电流小于常见的三电平PFC的输入电流，且开关频率是常用三电平电路的一半，降低了多态三电平PFC的开关频率，显著提高了电路的转换效率。
功率因数校正浅析
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(整理)功率因数校正电路分析.
第三章功率因数校正电路分析一: 引言有源功率因数校正的目的，是要使电源从输入端看就象一个简单的电阻。
有源功率因数校正器是靠控制输入电流随着输入电压变化来实现这个目的的。
当输入电压和电流之比是个常数，输入就是阻性的，功率因数就等于1.0。
当这个比值不是常数时，输入就包含相位移和/或谐波失真，功率因数就会下降。
功率因数最一般的定义是实功对视功之比其中P1是实功，P2是视在功率。
如果负载是纯阻性的，实功P1视在功率，功率因数就等于1.0。
如果负载不是纯阻性的，功率因数就低于1.0。
相位移是有源功率因数校正器输入阻抗的电抗的度量。
不论电抗是多大，也不管它是感性的还是容性的，都会引起输入电流波形对于输入电压波形的相位移。
这个电压和电流间的相位移是功率因数的经典定义，即正弦波电压和电流间的相位角的余弦电压和电流间的相位移的大小表明了负载的阻性程度。
如果电抗只占阻抗的一小部分，相位移就比较小。
如果有源功率因数校正器的前馈信号或控制环具有相位移，校正就会引入相位移。
交流母线电流滤波也会产生相位移。
谐波失真是有源功率因数校正器输入阻抗非线性的度量。
输入阻抗随输入电压的任何变化都会引起输入电流的失真，这个失真是引起功率因数下降的另一主要因素。
这个失真会增加电流的方均根值，但不会增加传递的总功率。
一个非线性负载的功率因数之所以低，是因为电流的方均根值大，而所传递的总功率又小。
如果非线性成分较小，谐波失真就小。
对于有源功率因数校正器来说，谐波失真来自几个方面，包括前馈信号，反馈环，输出电容、电感，以及输入整流器。
有源功率因数校正器能很容易地获得高输入功率因数，一般都大于0.9。
但功率因数并不能精确度量电流波形的失真或相位移。
因此往往都直接考虑这些量，而不是通过功率因数。
例如，当谐波失真为3%时，功率因数仍可高达0.999。
电流的总谐波失真达30%时，功率因数还可达0.95。
电流对于电压的相位移为25℃时，功率因数还可达0.90。
自己总结有源功率因数校正apfc
自己总结有源功率因数校正A P F C-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII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 ＝S P ＝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。
功率因数校正技术的研究
功率因数校正技术的研究功率因数校正(PFC)技术旨在提高电力系统的功率因数，从而减少能源浪费和降低对电网的负载。
功率因数是指交流电电流和电压之间的相位差，是表征电力系统效率和能源利用率的重要参数之一、传统的电力系统中，大多数电子设备都是非线性负载，如电脑、电视和变频空调等，这些负载会导致电力系统中的电流和电压波形失真，从而降低功率因数。
功率因数校正技术主要有两种方法，分别是主动式和被动式的校正方法。
主动式校正方法是通过使用功率电子器件，如开关电容器或开关电感器，来动态调整并校正非线性负载引起的功率因数。
这种方法具有高效、快速响应和广泛适用等特点，但需要电子器件的支持和较高的成本投入。
被动式校正方法是通过在电源输入端串联电感或并联电容来补偿功率因数。
这种方法简单、可靠，并且成本较低，但响应速度较慢，对系统的变化较不敏感。
随着科技的发展和电子器件的进步，越来越多的电力电子器件被应用于功率因数校正技术中。
例如，可调谐电容器和整流器等先进的功率电子器件可以实现高效、精确的功率因数校正，进一步提高电力系统的能效。
1.功率因数校正控制方法研究：根据不同的负载特性和系统需求，设计适应性强、控制精度高的校正控制算法。
常用的控制策略包括单回路控制、双回路控制和基于神经网络的自适应控制等。
2.功率因数校正器件研究：研究新型的功率电子器件，提高校正器的效能和效能。
例如，研发具有更高压力容量和更低损耗的电容器，以提高功率因数校正装置的性能。
3.功率因数校正系统设计研究：设计更高效、更稳定的功率因数校正系统，如电源电路和控制模块等。
同时，结合节能和环保，开发低功耗的功率因数校正技术。
4.功率因数校正标准和法规的制定：制定和完善科学合理的功率因数校正标准和法规，加强对功率因数校正技术的规范化管理，促进技术的推广和应用。
总之，功率因数校正技术的研究将有助于提高电力系统的能效和稳定性，减少能源浪费，降低对电网的负载。
随着科技的不断进步和研究的深入，我们有理由相信功率因数校正技术将在未来得到广泛应用，为电力系统的可持续发展做出贡献。
电路中的功率因数校正
电路中的功率因数校正电路中的功率因数校正在实际工程应用中具有重要意义。
功率因数是衡量交流电路负载对电网负载的影响程度的一个参数，有助于优化电力系统效率和稳定性。
在本文中，将介绍功率因数的概念、计算方法以及校正方法，并讨论其在电路设计和应用中的重要性。
一、功率因数的概念和计算功率因数是指交流电路中实际功率与视在功率之比，用作用于电网上的有用功率与总视在功率之比的参数。
功率因数的数值范围为-1到1之间，当功率因数为1时，电路中的有用功率与视在功率完全匹配，该电路具有最高的效率。
计算功率因数的方法是通过将实际功率与视在功率进行比较。
实际功率是指电路中的有用功率，也是我们常说的有功功率(P)；而视在功率是指电路中的总功率，包括有功功率和无功功率之和，用复数形式表示，记为S。
功率因数的计算公式如下：功率因数 = 实际功率 / 视在功率二、功率因数校正的意义在实际电路应用中，如果功率因数小于1，则表示电路中存在较大的无功功率，这会导致电网负载增加、电能的浪费以及设备过载等问题。
因此，对功率因数进行校正具有重要意义。
功率因数校正的主要目的有以下几个方面：1. 提高电路的效率：校正功率因数可以减少无功功率的消耗，提高电路的有用功率输出，从而提高电路的效率，减少能源浪费。
2. 降低电网的负载：校正功率因数可以减少无功功率流入电网，有效减轻电网负荷，提高电网的稳定性和可靠性。
3. 避免设备过载：功率因数校正可以降低电路中的电流，减少设备过载的风险，延长设备的使用寿命。
三、功率因数校正的方法功率因数校正的方法有多种，根据具体情况选择合适的校正方法是很重要的。
以下介绍几种常见的功率因数校正方法：1. 电容补偿法：通过串联并联的方式，在电路中加入适当的电容，使得在电路中形成电容补偿电流，来校正功率因数。
电容补偿法适用于低功率因数的电路，可以快速地实现功率因数的校正。
2. 静态无功功率补偿器：静态无功功率补偿器是一种通过控制器和电力电子器件，实时调整电路中的无功功率来校正功率因数的设备。
功率因数校正的几个小知识
功率因数校正的几个小知识1、什么是功率因数校正功率因数校正(PFC)?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。
基本上功率因数可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因数值越大，代表其电力利用率越高。
开关电源供应器上的功率因数校正器的运作原理是去控制调整交流电电流输入的时间与波型，使其与直流电电压波型尽可能一致，让功率因数趋近于。
这对于电力需求量大到某一个水准的电子设备而言是很重要的, 否则电力设备系统消耗的电力可能超出其规格，极可能干扰铜系统的其它电子设备。
一般状况下, 电子设备没有功率因数校正(Power Factor Correction, PFC)时其PF值约只有0.5。
PFC的英文全称为“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。
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。
计算机开关电源是一种电容输入型电路，其电流和电压之间的相位差会造成交换功率的损失，此时便需要PFC电路提高功率因数。
目前的PFC有两种，一种为被动式PFC（也称无源PFC）和主动式PFC（也称有源式PFC）。
PFC打个形象的比方：一个啤酒杯的容积是一定的，就好比是视在功率，可是你倒啤酒的时候很猛，就多了不少的泡沫，这就是无功功率，杯底的啤酒其实很少，这些就是有功功率。
这时候酒杯的利用率就很低，相当于电源的功率因数就很小。
PFC的加入就是要减少输入侧的无功功率，提高电网的利用率，对于普通的工业用电来讲是把电流的相位与电压的相位调整到一块了，对于开关电源来讲是把严重畸变了的交流侧输入电流变成正弦，另外还有降低低次谐波的功能，因为输入的电流是正弦了。
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功率因数校正浅析功率因数是衡量电器设备性能的一项重要指标。
功率因数低的电器设备，不仅不利于电网传输功率的充分利用，而且往往这些电器设备的输入电流谐波含量较高，实践证明，较高的谐波会沿输电线路产生传导干扰和辐射干扰，影响其它用电设备的安全经济运行。
如对发电机和变压器产生附加功率损耗，对继电器、自动保护装置、电子计算机及通讯设备产生干扰而造成误动作或计算误差。
因此。
防止和减小电流谐波对电网的污染，抑制电磁干扰，已成为全球性普遍关注的问题。
国际电工委与之相关的电磁兼容法规对电器设备的各次谐波都做出了限制性的要求，世界各国尤其是发达国家已开始实施这一标准。
随着减小谐波标准的广泛应用，更多的电源设计结合了功率因数校正(PFC)功能。
设计人员面对着实现适当的PFC段，并同时满足其它高效能标准的要求及客户预期成本的艰巨任务。
许多新型PFC拓扑和元件选择的涌现，有助设计人员优化其特定应用要求的设计在电源的设计中，APFC一般是优先考虑的校正方法。
作为设计人员，大致从以下几个方面对APFC进行考虑：拓扑选择的一般方法由于输入端存在电感，升压转换器是提供高功率因数的方法。
此电感使输入电流整形与线路电压同相。
但是，可以采用不同的方案来控制电感电流的瞬时值，以获得功率因数校正。
a．临界导电模式(CRM)PFC——由于控制的设计较为简单，而且可与较低速升压二极管配合使用，所以在较低功率应用中通常采用此方法。
b．不连续导电模式(DCM)PFC——此创新的方案延承了CRM 的优点，并消除了若干限制。
c．连续导电模式(CCM)PFC——由于这种方案恒频且峰值电流较小，是较高功率(>250 W)应用的首选方案。
但是，传统的控制解决方案较为复杂，牵涉到多个环路，以及以不精确著称的模拟乘法器，并需在控制集成电路周围放许多元件。
二、选择标准1、功率水平a．如果功率水平低于150 W，最好采用CRM或DCM方案。
至于CRM 或DCM，取决于你是想优化满载效率，采用CRM；而如欲减少EMI问题，选择DCM。
b．如功率水平高于250W，CCM是首选方案。
此方案虽然可保持峰值电流和有效值电流，但必须解决二极管反向恢复问题。
c．如功率水平在150W 与250w之间，方案的选择则取决于设计人员的磁件设计水平。
d．如果功率在几kw之上，则采用可控整流电路代替不控整流电路，控制方法采用pwm整流，以实现功率因数的矫正。
2、其它系统要求：拓扑的选择还以满足各种高能效标准。
例如，如果需要使系统中的频率同步，则不能采用CRM。
此外，如果第二个功率段可处理较大范围(在某些功率序列安排中可能需要)的输入电压，则应选择跟随升压。
功率因数的限制因数为什么在一般的电路中功率因数较低呢？有很多因数的影响。
其中影响功率因数的主要原因是这些电器的整流电源普遍采用的电容滤波型桥式整流电路（图1）这种电路的基本工作过程是：在交流输入电压的正半周，D1、D3导通，交流电压通过Dl、D3对滤波电容C充电，若Dl、D3的正向电阻用r表示，交流电源内阻用R表示，则充电时间常数可近似表示为：由于二极管的正向电阻r和交流电源内阻R很小，故r很小。
滤波电容C很快被充电到交流输入电压的峰值，当交流电源输入电压小于滤波电容C的端电压时，Dl、D3就处于截止状态；同理，可分析负半周D2、D4的工作情况。
由分析不难看出，当电路达到稳态后，在交流输入电压的一个周期内二极管导通时间很短，输入电流波形畸变为幅度很大的窄脉冲电流(图2)。
由上图可分析出，这种畸变的电流含有丰富的谐波成分，严重影响电器设备的功率因数。
由理论推导也可以证明，功率因数与电流总谐波含量的近似关系为：因此，降低电器设备的输入电流谐波含量是提高功率因数的根本措施。
为了提高效率，减少谐波畸变率，必须进行功率因数校正。
为了减少成本，在低功率的条件下，采用无源功率因数校正电路，文献提出了一种逐流充放电式的无源校正电路，并在此基础上对逐流充放电式的无源校正电路进行了拓扑，其中提出的电路拓扑适用于小功率，低损耗，成本低的条件下使用。
无源功率因数校正的发展一般二极管整流电路存在许多问题，一般采用六种无源功率因数校正：整流滤波电路、整流滤波电路、谐振式整流滤波电路、逐流式（填谷）整流滤波电路、直流反馈式整流滤波电路，高频反馈式整流滤波电路。
一、整流滤波电路此种电路在前面做过详细的分析，这里不做过多的介绍，仅作简单分析。
方案优点：原理、结构简单，成本最低，效率较高。
方案缺点：整流桥导通时的冲击电流大，功率因数低，谐波成分多。
二、整流滤波电路由于电感L对电流的缓冲作用，使整流桥的导通角增大，从而改善了功率因数。
整流滤波电路的两种形式：方案优点：原理、结构简单，成本低，效率较高。
方案缺点：整流桥导通时的冲击电流比整流滤波电路小，功率因数低，谐波成分多。
三、谐振式整流滤波电路如图所示，将Lr和Cr的谐振点设置在基波三倍频处，对谐波的抑制起到了一定的作用方案优点：原理、结构简单，成本较低，效率较高。
方案缺点：整流桥导通时的冲击电流比整流滤波电路小，功率因数低，谐波成分相对少。
四、逐流式（填谷）整流滤波电路图5是一种由电容、二极管组成的无源功率因数校正(PPFC)电路，其中Ll、L2、Cl、C2组成复式滤波电路 Dl--D4为桥式整流电路，D5、D6、D7、C3、C4组成PPFC电路。
原理：图6是PPFC电路输出电压u和交流输入电流的波形。
在t0～tl时间内，整流二极管Dl、D3导通，桥式整流输出电压Uz通过C3、D6、C4对C3、C4充电，同时为负载RL供电，由于充电时间常数很小，C3、C4充电速度很快，当Uz达峰值Um时，C3、C4上的电压Uc3=Uc4=Um/2；在t1～t2时间内，Um/2<Uz<Uc3+Uc4，D5和D7均反偏截至，C3、C4无放回路，负载RL仍由整流电压Uz供电，Dl、D3仍然处于导通状态；t2～t3时间内，Uz<Um/2，D1、D3截止，电容C3通过所对负载RL放电，电容C4通过D5也对RL放电；t3～t4时间内，Uz>Uc3、Uz>U ，D2、D4开始导通为RL供电，当Uz>Uc3+Uc4时，Uz通过C3、C4、D6对C3、C4充电，t4时刻Uc3=Uc4=Um/2；t4～t5时间内，Um<Uz< Uc3+Uc4，C3、C4仍无放电回路，负载RL仍由Uz供电，D3、D4仍然处于导通状态；t5～t6时间内，Uz<Um/2，D3、D4截止，C3通过D7，C4通过D5又对RL开始放电，以后将循环上述过程。
由上述分析不难看出，当电路达稳态后，整流二极管的导通时间明显增大，其输入电流波形得到较大的改善(接近正弦波)。
实验表明，采用PPFC电路可使输入电流总谐波含量降低到30％以下，功率因数可提高到0．90以上。
方案优点：原理、结构相对复杂，成本稍低，功率因数高。
方案缺点：整流桥导通时的冲击电流较小，，谐波成分相对少，效率较低。
五、直流反馈式整流滤波电路，高频反馈式整流滤波电路有源功率因数校正(PFC)电路的发展APFC一般采用升压式，是由于其输入电流容易连续。
在电力电子技术及电子仪器仪表中，从220V交流电网通过非控整流获得直流电压得到普遍使用。
由于整流器件工作时，导通角小于180度，因此引起输入电流波形严重畸变、含有大量谐波，使输入电路的功率因素不到0.7，对电网和其它用电设备危害很大。
为了减少这种危害，在整流滤波电路中增加功率因素校正电路已被普遍采用。
从功率因素(PF)、功率因素(PF)与总电流谐波畸变(THD：Total Harmonic Distortion)的关系出发，提出提高功率因数和效率的方法：一是就最大限度地抑制输入电流的波形畸变，使THD 值达到最小；二是尽可能地使电流基波与电压基波之间的相位差趋于零，使余弦值等于1，从而实现功率因素校正利用功率因素校正技术，可以使交流输入电流波形完全跟踪交流输入电压波形的变化，使输入电流呈纯正正弦波，并且和输入电压同相位。
Boost拓扑结构的PFC电路工作原理：输出电压与参考电压比较后经电压环控制器得到输出值，并与输入整流后的电压值相乘，得到电流基准信号。
输入电流与基准信号比较后经电流环控制器，其输出信号再通过PWM发生器产生控制信号来控制开关管的通断。
因为控制信号是占空比周期性变化的信号，所以得到的输入电流波形跟随输入电压整流后的波形，当开关频率比输入电压频率高得多时，输入电流具有与输入电压相同的电压波形。
一、单级功率校正——峰值电流控制通过分析升压式有源功率校正APFC电路的基本原理，用UC3854搭建了APFC电路，在APFC控制过程中，基于UC3854的固定频率平均电流型控制APFC电路能有效地抑制输入电流波形畸变，使输入电流完全跟踪输入电压的变化，并且输出电压稳定，因此在实用中得到了广泛应用二、两级功率校正由于单级DC-DC校正电路虽容易实现，但是它有控制复杂等不可克服的缺点，故提出了两级功率校正。
利用TOPswitch很容易实现两级结构的有源功率因数校正。
电路由TOPswitch构成的PFC电路和自激式半桥逆变电路组成。
通过对其工作原理进行详细分析，给出了电路参数和设计方法。
该有源功率因数校正无需额外的控制电路和辅助电源。
因此具有结构简单、成本低、性能好等特点。
传统电感式功率因数校正具有效率低、重量大、闪烁严重、噪音大、功率因数低等缺点，使其不能满足人们对供电质量的要求。
由于单级PFC功率因数校正器使用的器件少、成本低，因此已成为目前的研究热点。
但是，单级结构中，因PFC整流部分和逆变部分通常共用一个开关，使得两者之间有一定的耦合关系，给一些参数计算带来不便，并且在这种结构下，直流母线电压随着电网电压的波动而波动，这会造成负载工作点的变化．严重时可能使负载无法正常工作。
在单级自激式功率因数校正器中，直流电压的变化会引起工作频率的变化，使升压电感值的确定较为困难。
因此，单级结构的有源功率因数校正通常采用它激式，以保证工作频率的固定，这样会使控制电路复杂、成本增加。
而两级自激式功率因数校正器，无需额外的控制集成电路和控制电源，所以具有结构简单、器件少、成本低、功率因数高等优点，并且直流电压稳定，不受电网电压波动的影响，容易设计谐振参数，以保证负载工作在稳定工作点，具有很大的应用价值三、两级功率校正优化——直接功率转换由于受各种器件的限制，现在又提出了直接功率转换(DPT)技术的单级PFC，AC—DC 变换器，并进行了深入的分析和综合．应用DPT技术不仅可以有效地降低单级PFC AC—DC变换器的直流母线电压．也较大地提高了效率．使其在小功率的应用中具有更大的前景。