功率因数校正的工作原理
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
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。
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。
功率因数校正原理
功率因数校正原理
功率因数校正原理是指在交流电路中，由于负载的电阻性质变化、电感或电容等元件的存在，导致电流和电压的相位不同，从而产生功率因数偏低的情况。
为了改善功率因数，可以使用功率因数校正装置进行校正。
功率因数是指有功功率与视在功率之间的比值，通常用cosφ
表示。
当负载电路中存在电感元件时，电流和电压之间会有一个相位差Φ，导致功率因数小于1。
而功率因数校正装置的作
用就是校正这个相位差，使功率因数接近于1。
功率因数校正装置通常采用电容器或电感器来实现。
当电路中缺乏电感时，可以通过串联电容器的方式来补偿电压和电流之间的相位差。
而当电路中缺乏电容时，可以通过并联电感器的方式来补偿相位差。
功率因数校正装置一般采用自动控制系统，通过感应电路测量电流和电压，计算出功率因数偏低的程度，然后调节电容器或电感器的接入或退出，以实现功率因数的校正。
功率因数校正可以提高电力系统的效率，减少无功功率的损耗，改善电能的利用率。
同时，功率因数校正还可以避免电网系统的谐波问题，减少对设备的损害。
总之，功率因数校正原理是通过补偿电路中的电感或电容元件，调整电压和电流的相位差，以提高功率因数。
它在电力系统中具有重要作用，可以提高系统的稳定性和效率。
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).
电力电子技术中的功率因数校正的原理是什么
电力电子技术中的功率因数校正的原理是什么在电力电子技术中，功率因数校正是一个十分重要且广泛应用的概念。
它是为了提高电力系统的效率，减少能源浪费而被广泛应用于各种电力设备中。
本文将详细介绍电力电子技术中功率因数校正的原理及其应用。
一、功率因数的概念及意义在交流电路中，功率因数是指有功功率与视在功率之比。
有功功率是电路中消耗的实际功率，而视在功率则是电路中实际流入或流出电能的功率。
功率因数的值介于-1到1之间，其中绝对值越接近1，电路的效率越高。
功率因数的校正对于电力系统至关重要。
当电路中存在较低的功率因数时，电流和电压之间存在较大的相位差，造成电能浪费和设备损耗增加。
而通过功率因数校正，可以使电流和电压保持同步，最大限度地消耗有功功率，减少无效电能的浪费，提高整个电力系统的效率。
二、功率因数校正的原理功率因数校正的原理主要涉及到三个方面：无功功率补偿、谐波滤波和电网电压控制。
1. 无功功率补偿无功功率补偿是指通过安装无功补偿装置，即电容器或电感器，来提供所需的无功功率并改善功率因数。
当功率因数较低时，引入适当的无功补偿可以改善功率因数并降低系统的无效负载。
无功功率补偿设备可以根据电路的要求提供合适的电容或电感值，以补偿电感负载或电容负载所引起的功率因数下降。
2. 谐波滤波谐波滤波是功率因数校正中的另一个重要步骤。
电力电子设备中普遍存在着谐波干扰，这些谐波干扰会导致功率因数的下降。
通过在电力电子装置的输入端或输出端添加谐波滤波器，可以有效地滤除谐波干扰，改善功率因数。
3. 电网电压控制电网电压是功率因数校正的重要参考依据。
在电力电子装置中，通过对电网电压的监测和控制，可以实现对功率因数的调节。
当电网电压发生波动时，电力电子装置可以通过对其输出电压和频率的调整来实现功率因数的校正。
三、功率因数校正的应用功率因数校正技术广泛应用于各种电力设备和系统中，包括智能电网、电力变压器、电力电子装置等。
以下是一些主要的应用领域：1. 智能电网在智能电网中，功率因数校正是确保电网稳定运行和电能高效利用的关键技术之一。
boost pfc工作原理
boost pfc工作原理
PFC（Power Factor Correction）是功率因数校正的简称，是指为了
提高系统的功率因数，使其符合国家或地方的《电力监督条例》的要求而
设置的电力电路设备。
PFC主要由输入滤波器、脉冲变换器（PWM）及其
对应的外部开关元件组成，用来吸收和抑制进入电路的电网中的补偿。
脉
冲变换器（PWM）可以把交流电转换为直流电，同时调节电压波形和相位，通过控制脉冲的宽度来改变负载的功率占比。
另外，还可以调节负载的功
率因数，以保证负载的功率因数最小，从而提高工作效率。
输入滤波器可
以有效地吸收电网频率最低的波长，用以稳定输出电压，从而最大程度地
提高工作效率。
无源功率因数校正
无源功率因数校正
无源功率因数校正是一种通过在交流线路中加入无源元件来改善功率因数的技术。
其实现方式通常是在电源和负载之间加入一个无源滤波器，该滤波器由电感和电容组成，可以吸收或释放电源和负载之间的能量，从而改善电源和负载之间的功率因数。
无源功率因数校正的优点包括简单、易于实现、成本低等。
但缺点是滤波效果不够理想，对于非线性负载的改善效果有限。
此外，无源滤波器可能会产生谐波，对电网造成污染。
总的来说，无源功率因数校正是一种经济实用的功率因数改善技术，适用于一些要求不太高的场合。
对于一些要求较高的场合，可能需要采用有源功率因数校正技术。
功率因数校正电路
功率因数校正电路功率因数校正电路是一种用于改善电力系统的功率因数的电路。
功率因数是衡量电路中有功功率与视在功率之比的指标，是一个无量纲的数值，通常用cosφ表示。
功率因数的大小表示了电路中有功功率（真实能量转换）和视在功率（总能量传输）的比例。
在电力系统中，有功功率是能够有效利用的功率，而视在功率则是电力供给的总功率。
在实际电力系统中，当负载处于感性（电感性）或容性（电容性）状态时，由于电感或电容的特性，电流与电压之间的相位差会导致功率因数的变化。
当负载处于感性状态时，电流会滞后于电压，功率因数为正。
当负载处于容性状态时，电流会超前于电压，功率因数为负。
一种常见的功率因数校正电路是利用谐振器的原理来实现的。
该电路由一个串联电容和一个并联电感组成。
在感性负载的情况下，电感产生的感抗可以与电容的电抗相消，从而实现相位校正。
同理，在容性负载的情况下，电容产生的电抗可以与电感的感抗相消。
另一种常见的功率因数校正电路是利用电路中的控制器进行相位校正。
该电路通过调节负载的电流和电压之间的相位差，实现功率因数的改善。
通常，控制器使用一种叫做PWM（脉宽调制）的技术来控制负载电流的相位。
PWM技术通过改变电压波形的占空比来调整电流与电压之间的相位差，从而改变功率因数。
此外，还有一些其他的功率因数校正电路设计方法，例如并联无功补偿电容器、有源功率因数校正器等。
这些方法都通过改变电路的特性，调整电流和电压之间的相位差，来实现功率因数的校正。
总的来说，功率因数校正电路是一种用于改善电力系统的功率因数的电路。
该电路可以通过改变电路的特性，调整电流和电压之间的相位差，实现功率因数的校正，提高系统的能效和电力质量。
功率因数校正电路
功率因数校正电路
功率因数校正电路（Power Factor Correction Circuit，简称PFC电路）是一种用来改善交流电路功率因数的电子电路，旨在提高电路的效率和稳定性。
在许多电力应用中，如电子设备、电机和照明等领域，功率因数校正电路都被广泛应用。
功率因数指交流电路中的有功功率与视在功率的比值，其数值介于0和1之间，越接近1表示电路的效率越高。
如果功率因数低于0.9，将会导致交流电路产生大量的无用功率，使得能源浪费，电网压力增大，同时还可能影响其他电器设备的工作。
为了避免这种浪费，就需要使用功率因数校正电路。
功率因数校正电路通常采用Boost拓扑结构，其主要工作原理是利用电容器和电感器等元器件将电压升高，从而提高交流电路的功率因数。
这种电路可以使交流电路的功率因数接近于1，减少能源浪费，提高电路效率和稳定性。
功率因数校正电路分为主动式和被动式两种。
主动式功率因数校正电路采用控制器和开关管等元器件来实现功率因数的调整和控制；被动式功率因数校正电路则采用电容器和电感器等被动元器件来实现功率因数的校正。
两种电路各有优缺点，具体的选择要根据应用场合和性能要求来确定。
stm32单相数字pfc功率因数
一、介绍STM32单相数字PFC功率因数校正技术在电力系统中，功率因数是指有效功率与视在功率的比值，是衡量电路性能和效率的重要参数。
功率因数低会导致电网能量的浪费和设备运行效率的降低，因此提高功率因数一直是电力系统领域的研究热点。
STM32单相数字PFC功率因数校正技术是一种基于STM32微控制器的数字信号处理技术，可以实现对电网中功率因数的高效校正和控制，从而提高电力系统的整体效率。
二、STM32单相数字PFC功率因数校正技术的原理和特点1. 原理STM32单相数字PFC功率因数校正技术的实现原理主要包括以下几个方面：(1) 采集电网相关参数：通过STM32微控制器内部的模拟信号采集模块，可以实时采集电网中的电压、电流等参数。
(2) 计算功率因数：利用STM32微控制器内置的数字信号处理模块，对采集到的电网参数进行数字化处理和计算，得到实时的功率因数值。
(3) 控制逆变器输出：根据计算得到的功率因数值，控制逆变器输出电流的大小和相位，实现对功率因数的校正和调节。
2. 特点STM32单相数字PFC功率因数校正技术具有以下特点：(1) 高精度：基于STM32微控制器的数字信号处理技术，能够实现对电网中功率因数的精确计算和校正，提高了功率因数校正的准确性和稳定性。
(2) 高效性：采用数字信号处理技术，实现了对功率因数的实时监测和控制，大大提高了校正效率和响应速度，提升了电力系统的整体效率。
(3) 灵活性：STM32单相数字PFC功率因数校正技术具有良好的可编程性和可扩展性，可以根据实际需求定制不同的功率因数校正算法和控制策略，满足不同电力系统的需求。
三、STM32单相数字PFC功率因数校正技术的应用及发展前景1. 应用STM32单相数字PFC功率因数校正技术已广泛应用于工业自动化、电力电子、新能源等领域，例如工业中的变频空调、电动机驱动、建筑物中的照明系统等。
通过引入STM32单相数字PFC功率因数校正技术，可以提高设备的能效性能、节约能源而实现电能的合理利用。
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％。
pfc的电路工作原理
pfc的电路工作原理
PFC（功率因数校正）电路的工作原理是通过对输入电压进行
整流和滤波，然后经过功率因数校正控制器进行电流控制，最终得到具有高功率因数的输出电流。
具体来说，PFC电路的工作可以分为以下几个步骤：
1. 输入电压整流：将交流输入电压转换为直流电压，常常采用整流桥电路或者二极管桥电路进行整流。
2. 滤波：通过电容器进行滤波，去除电压中的纹波成分，使输出电压变得更加平稳。
3. 反馈控制：利用功率因数校正控制器对输出电压进行监测和控制，确保输出电压恒定且具有高功率因数。
功率因数校正控制器通常采用数字信号处理器（DSP）或者微控制器（MCU）来进行控制和计算。
4. 比较控制：功率因数校正控制器会将输出电压与设定的参考电压进行比较，并通过控制器内部的比较器来生成错误信号。
5. PWM控制：通过PWM（脉冲宽度调制）技术来对输入电
流进行控制，使其与输入电压同相位，从而提高功率因数。
PWM技术通过改变开关器件的导通时间来控制输出电流的大小。
6. 反馈控制回路：根据比较器的错误信号，功率因数校正控制
器会反馈给PWM控制电路，通过不断调整PWM信号的占空比，使输出电流与参考电压保持一致。
通过以上步骤，PFC电路能够实现对输入电流的控制，从而使得输出电流具有高功率因数，达到提高电源效率和满足电网要求的目的。
功率因素校正(PFC)电路 PFC的工作原理
PFC 的工作原理
功率因数定义：
（1）交流电源输入有功功率与其视在功率之比。
电力电子中常用
，
PF
P S
有功功率 视在功率
（2）若交流输入电压为无畸变的正弦波，则只有输入中 的基波电流形成有功功率。由于功率传输只在基波频 率上发生，开关变换器的输入整流电路中含有大量不 能传递功率的高次谐波。在真正意义上，电源输入端 存在的是电流的谐波失真，通常可以用近似的功率因 数来代替。总谐波失真THD -Total Harmonic Distortion
BOOST电路的工作模式
从CCM到CRM和DCM 的电流变化波形
BOOST电路拓扑
电流连续模式（CCM）
BOOST电路拓扑
BOOST电路拓扑
1）当开关管导通,电源Ui对电感L充电储能, 同时电容C对负载R放电，二极管承受反 向电压。
2）当开关管S关断时,由于电感L中的电流 不能突变,将继续有电流流过,电感L上的 感应电势UL与输入电压Ui 串联通过二极 管D对输出电容C充电.
BOOST电感的设计步骤
1）基于已知参数先求出周期：
T
1 f
2）最大的占空比的计算： 3）设定初始的纹波电流： 4）确定电感量：
Duty
1
Vinmin Vo
ILP
2 2 Po Vinmin Eff
DeltaI= 0.1*I.pk
Lmin
Vimin 2Ton DeltaI
BOOST电感的设计步骤
4
功率因数的提高可节省发电，传输的功率，与电源效率是两个概念,反而 增加电源成本，降低效率
PFC 的工作原理
电压电流波形
ii
ui ii ii ui
有源功率因数校正技术及控制方式分析
个电流控制环，它是一个２型控制系统．按照控制
理论，２型系统可以无差地跟踪斜坡信号，由于正 弦波信号变化比斜坡信号慢，所以２型系统也可 以无差地跟踪正弦波信号． 电流控制环的作用是使输入电流无差地跟踪 输入电压的波形，让输人电流与输人电压具有同 相的正弦波波形，以达到功率因数校正的目的．双
即有源功率因数校正电路工作原理有源功率因数校正电路流器和负载之间接入一个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该电路的基本思想是交流输入电压经全波整流后对所得的全波整流电压进行变换通过适当控制使输入电流波形自动跟随全波整流后的电压波形达到输入电流的正弦化同时保持输出电压稳定是在整有源功率因数校正电路一般都是一个双闭环控制系统外环是一个电压控制环它是一个型控制系统按照控制理论型系统可以无差地跟踪阶跃信号只要输入一个不变的参考电压就可以得到一个稳定不变的输出电压电压控制环的作用是使输出保持一个高于输入电压最高峰值的稳定电压这是功率因数校正所必需的内环是一个电流控制环它是一个型控制系统按照控制理论型系统可以无差地跟踪斜坡信号由于正弦波信号变化比斜坡信号慢所以型系统也可以无差地跟踪正弦波信号电流控制环的作用是使输入电流无差地跟踪输入电压的波形让输入电流与输入电压具有同相的正弦波波形以达到功率因数校正的目的双上海电力学院学报年闭环控制的效果是使输入电流与输入电压呈同相的正弦波输出一个高于输入电压最大峰值的稳定直流电压这个稳定的直流为后级变换电路提供直流能量有源功率因数校正原理如图所示图有源功率因数校正原理图中主电路采用变换电路外环是一个电压误差放大器和一个模拟乘法器内环是驱动电路和电流比较器调节器采用电压电流双闭环控制方式电流反馈网络的取样信号是升压变换器的电感电流电压反馈网络的取样信号是调节器的输出电压该电路的工作原理如下单相交流电经过整流后得到单相双半波正弦电压信号此电压波形作为功率因数校正控制器的输入电流的参考波形输入到模拟乘法器为了保证输出电压恒定将输出电压通过电压反馈网络也引入乘法器经过乘法器运算后其结果作为电流波形的参考值并与实际取样的电流值进行比较然后通过驱动电路产生的驱动信号控制变换器的输出电流和电压由于采用了闭环控制将变换器的实际电流通过反馈网络引入电流比较器从而保证了变换器的电流能够准确跟踪乘法运算所规定的电流值有源功率因数校正方法分类根据有源功率因数校正拓扑分类有源功率因数校正电路按照其校正拓扑可分为降压式升降压式反激式和升压式其中降压式因噪音大滤波难以及功率开关管上电压应力大控制驱动电平浮动而极少被采用升降压式需要有一个功率开关管的驱动控制信号浮动电路复杂因而也
什么是功率因数校正
什么是功率因数校正功率因数校正是一种用来改善电力系统功率因数的技术手段。
在电力系统中，功率因数是指电流与电压之间的相位差，其数值取决于电路中的负载特性。
功率因数通常用cosφ表示，其中φ为相位差的夹角。
在传统的电力系统中，许多负载设备，如电动机、变压器和电子设备，对电力有感性负载行为，导致功率因数低下。
当功率因数低于0.9时，电力系统的效率会下降，能源浪费严重。
此外，低功率因数还会引起电网电压降低、电能损耗增加、电流负荷增大等问题。
为了改善这些问题，功率因数校正技术应运而生。
功率因数校正的主要目的是通过采取一定的措施，使电源负载与电网之间能够保持较高的功率因数，从而提高电力系统的效率和稳定性。
常见的功率因数校正方法包括以下几种：1. 容性补偿：通过添加并联电容器，来提高功率因数。
电容器可以产生与负载电感相反的感性功率，从而抵消感性负载对功率因数的不利影响。
这种方法简单、成本较低，适用于大部分感性负载设备。
2. 静态无功发生器（SVC）：SVC是一种静态补偿装置，通过对电流进行控制来实现功率因数的校正。
它可以在电力系统的不同节点上实施，用于对功率因数进行精确而灵活的补偿，适用于中大型电力系统。
3. 动态无功发生器（DSTATCOM）：DSTATCOM是一种动态补偿装置，能够动态响应电力系统的功率因数变化。
它采用电力电子器件，可控制电网电压和电流，实现精确的功率因数校正和无功功率的补偿，对电网的影响较小。
功率因数校正在电力系统中具有重要意义。
它能够提高电力系统的稳定性，减少能源浪费，降低电能损耗，减轻电力设备的负载，延长设备的寿命。
同时，功率因数校正还可以减少电力系统对环境的影响，降低电网的电磁辐射。
总之，功率因数校正是一种改善电力系统功率因数的关键技术。
通过合适的校正方法，可以提高电力系统的效率和稳定性，减少能源浪费，降低电能损耗。
随着电力系统的不断发展，功率因数校正的应用前景将更加广阔。
pfc的工作原理
pfc的工作原理
PFC（Power Factor Correction，功率因数校正）的工作原理是
通过降低电源输入的谐波和提高电源的功率因数来改善电源的效率。
PFC的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：
1. 电源输入滤波：将交流电源输入通过滤波电路进行滤波处理，去除电源中的高频谐波成分。
2. 整流：将滤波后的交流电源转换为直流电源，常用的整流电路有桥式整流等。
3. 去纹波滤波：对整流后的直流电源进行去纹波滤波，消除直流电源中的脉动。
4. PFC控制：在滤波后的直流电源上引入PFC控制电路，通
过控制输入电流的波形来实现功率因数校正。
5. 反馈控制：PFC控制电路通过感知电源输入端的电流和电压，并与参考信号进行比较，然后输出控制信号，控制电源的输出功率，使其与输入电源的波形相匹配。
通过PFC技术，可以有效地提高电源的功率因数，减少谐波
产生和电网上的电路干扰，提高电源的效率和可靠性，降低电能损耗。
PFC广泛应用于电源系统、电力电子设备和家居电器等领域。
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功率因数校正的工作原理
1功率因数的定义
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。
其可以用公式（1）表示。
（1)
式中，I1表示交流输入市电的基波电流有效值；Irms表示交流输入市电电流的有效值；γ=I1/Irms，表示交流输入市电电流的波形失真系数；cosφ表示交流输入市电的基波电压和基波电流的相移因数。
所以功率因数可以定义为交流输入市电电流的波形失真系数（g）与相移因数（cosφ）的乘积，即功率因数PF主要由两个因素决定：一是交流输入市电的基波电流与基波电压的相位差φ；另一个是交流输入市电电流的波形失真因数γ。
而传统的功率因数概念是在电阻为线性负载，并假定输入电流无谐波电流（即I1=Irms或交流输入市电电流的波形失真系数g=1）的条件下得到的，这样功率因数的定义就变成了PF=cosφ。
交流输入市电的cosφ低，表示用电电器设备的无功功率大，供电设备的利用率低，供电设备的导线、变压器绕组损耗大，降低了供电线路的使用效率。
电流波形失真系数g值低，则表示输入电流的谐波分量大而基波电流的幅度小，将造成输入电流的波形畸变，对电网造成污染，严重时还会造成用电电器设备的损坏。
由于常规整流装置使用非线性器件（例如，整流二极管或可控硅），整流器件的导通角小于180o，从而产生大量的谐波电流成分。
而谐波电流成分不做功，只有基波电流成分做功，所以相移因数cosφ和电流波形失真系数(γ)相比，γ对供电线路的功率因数影响更大。
3 功率因数与总谐波失真系数（THD）的关系
电路总谐波失真系数（THD）可以利用公式（2）来计算。
(2) 方波电压的各次谐波电压的叠加分解图（高至9次谐波）如图1所示。
图1 方波电压的各次谐波电压的叠加分解图（高至9次谐波）
方波电压可以用函数表达式（3）来表示。
(3)
由功率因数（PF）的定义：
及公式（2），有公式（4）成立。
(4)
即，(5)
从上面的讨论可以看出，功率因数是和交流输入市电电流的谐波成分有关的，利用总谐波失真系
数和电流波形失真因数之间的关系式可以得到公式（6）。
(6)
当交流输入市电的电压、电流同频和同相位时，有cosφ=1，相应有公式（7）成立：
(7)
对纯正弦波电压和电流而言，由于它的总谐波成分为零，
所以波形失真系数为1，并且正弦波电压和电流之间相位差φ为0，从而电源输入侧的功率因数就为1，如果正弦波电压和电流之间相位差φ不为0，则电路的功率因数是他们相位差φ的余弦值。
当φ=0时（为计算方便），功率因数与THD间存在如表1所示的关系。
可见，当THD≤5%时，功率因数可控制在0.999左右。
4 功率因数校正实现方法
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cosφ=1，所以PF=g。
②使输入电流正弦化，即Ii=I1（谐波为0），有I1/Ii=1，即PF=g×cosφ=1。
FAN4810的特点与应用
1 FAN4810的技术特点
①满足UL1950要求的三重故障检测（TriFault Detect）技术要求，增强了电路工作的可靠性；
②摆率增强跨导误差放大器可以满足快速的PFC响应；
③低功耗，启动电流为200μA，工作电流为5.5mA；
④总谐波失真THD小，功率因数PF值高；
⑤工作于平均电流，电流连续（CCM）升电压前沿PFC控制工作方式；
⑥内部的电流前馈增益调制器可以改善电路的抗干扰特性；
⑦过电压和交流输入市电电压过低保护，欠电压锁定输出（UVLO）和软启动；
⑧同步时钟输出。