PFC
功率因數校正
PFC的英文全稱為“Power Factor Correction”,意思是“功率因數校正”,功率因數指的是有效功率與總耗電量(視在功率)之間的關係,也就是有效功率除以總耗電量(視在功率)的比值。基本上功率因數可以衡量電力被有效利用的程度,當功率因數值越大,代表其電力利用率越高。
功率因數是用來衡量用電設備用電效率的參數,低功率因數代表低電力效能。為了提高用電設備功率因數的技術就稱為功率因數校正。
計算機開關電源是一種電容輸入型電路,其電流和電壓之間的相位差會造成交換功率的損失,此時便需要PFC電路提高功率因數。目前的PFC有兩種,一種為被動式PFC(也稱無源PFC)和主動式PFC(也稱有源式PFC)。
被動式PFC一般分“電感補償式”和“填谷電路式(Valley Fill Circuit)”
“電感補償式”是使交流輸入的基波電流與電壓之間相位差減小來提高功率因數,“電感補償式”包括靜音式和非靜音式。“電感補償式”的功率因數只能達到0.7~0.8,它一般在高壓濾波電容附近。
“填谷電路式”屬於一種新型無源功率因數校正電路,其特點是利用整流橋後面的填谷電路來大幅度增加整流管的導通角,通過填平谷點,使輸入電流從尖峰脈衝變為接近於正弦波的波形,將功率因數提高到0.9左右,顯著降低總諧波失真。與傳統的電感式無源功率因數校正電路相比,其優點是電路簡單,功率因數補償效果顯著,並且在輸入電路中不需要使用體積大重量沉的大電感器。
而主動式PFC則由電感電容及電子元器件組成,體積小、通過專用IC去調整電流的波形,對電流電壓間的相位差進行補償。主動式PFC可以達到較高的功率因數──通常可達98%以上,但成本也相對較高。此外,主動式PFC還可用作輔助電源,因此在使用主動式PFC電路中,往往不需要待機變壓器,而且主動式PFC輸出直流電壓的紋波很小,這種電源不必採用很大容量的濾波電容。
PFC相關專業術語:
1. | corrector, power factor ( PFC) 功率因數修正器 |
2. | power-factor corrector ( PFC) 功率因數修正器 |
3. | power factor control ( PFC) 功率因數控制 |
交過電費的人都知道,同樣是使用電網中的電能,為什麼工業用電和居民用電的價格卻不盡相同呢?
大多數人也許會給出這樣一個答案:“工業用電是要創造價值,進行商業盈利的;其次就是工業設備污染環境比較多;再次就是工業用電的傳輸成本高。”這個答案說明了一些問題,但是如果您具備專業知識,或者通過前面的學習,了解了什麼是功率因數,那麼您肯定能給出更專業的答案:“工業中使用的用電設備多為電感或電容性設備,其功率因數相對居民用電設備的功率因數較低,造成了電網中無功功率較高,電力公司需要多發電來維持這個無功功率,浪費了這部分的電能,所以工業用電用戶就需要為這部分浪費的電能買單。”
工業用電與居民用電成本對比如圖1所示。
PFC[功率因數校正]
那麼我們有什麼方法來降低無功功率,或者說如何把功率因數提升到最佳值呢?偉大的科學家們已經幫我們研究出了解決辦法:功率因數校正。提高用電設備功率因數,使其接近1的技術就稱為功率因數校正。
下面讓我們看看供電公司和工業用電用戶都是怎麼樣做的吧。
l 供電公司的功率因數校正方法
對於供電方,最簡單的方法就是提升送電電壓,也可以在各個中央變電站、輸送網路中,添加功率因數校正設備,提升整個電網本身的功率因數,減少輸送損耗,如圖2所示。
PFC[功率因數校正]
l 工業用電用戶的功率因數校正方法
對於工業用電的使用方,可以在低功率因數負載電路中,增加功率因數校正設備,或者使用高功率因數的負載,如圖3所示。
PFC[功率因數校正]