功率因数校正的目的,作用,校正方法-KIA MOS管
pfc功率因数校正
功率因数校正是通过调整电路使电压与电流相位接近,以提高功率因数的技术;实际电路设计中需功率因数校正以提高能效、减少损耗并满足法规要求。
由于感性负载导致电流滞后电压,产生无功功率,这会增加线路损耗、降低变压器及线路的带载能力,并可能引发电压跌落。校正后功率因数趋近于1,可减少无功环流,从而降低铜损和铁损,释放设备容量,维持电压稳定。
功率因数校正的目的,作用
1.优化电能传输效率:通过调整输入电流波形与电压波形的相位差,使负载呈现电阻性特性,减少无功功率的浪费。
2.减少谐波污染:抑制非线性负载(如开关电源)产生的高次谐波,避免对电网和其他设备造成干扰。
3.满足法规要求:符合国际能效标准,确保设备在电网中的兼容性。
功率因数校正电路对离线电源的输入电流波形进行整形,以使从电源吸取的有功功率最大化。在理想情况下,电器应该表现为一个纯电阻的负载,此时电器吸收的反射功率为零。在这种情况下,本质上不存在输入电流谐波。电流是输入电压(通常是一个正弦波)的完美复制品,而且与其同相。在这种情况下,对于进行所需工作所要求的有功功率而言,从电网电源吸收的电流最小,而且还减小了与配电发电以及相关过程中的基本设备有关的损耗和成本。由于没有谐波,也减小了与使用相同电源供电的其他器件之间的干扰。
因为输入电路的原因,开关模式电源对于电网电源表现为非线性阻抗。输入电路通常由半波或全波整流器及其后面的储能电容器组成,该电容器能够将电压维持在接近于输入正弦波峰值电压值处,直至下一个峰值到来时对电容再进行充电。在这种情况下,只在输入波形的各峰值处从输入端吸收电流,而且电流脉冲必须包含足够的能量,以便在下一个峰值到来之前能维持负载电压。这一过程通过在短时间内将大量电荷注入电容,然后由电容器缓慢地向负载放电来实现,之后再重复这一周期。电流脉冲为周期的10%到20%是十分常见的,这意味着脉冲电流应为平均电流的5到10倍。
功率因数校正电路的作用是提高功率因数,减少谐波污染和线路损耗,提升电能利用效率。
功率因数校正校正方法
校正方法包括无源功率因数校正(PPFC)和有源功率因数校正(APFC)。基本原理是通过调整输入电流波形与电压波形同相位,降低总谐波失真(THD),使负载呈现电阻性特性。
无源校正(PPFC):使用LC滤波电路补偿相位差,成本低但体积大、校正范围有限。
有源校正(APFC):采用开关器件(如Boost电路)主动控制电流跟踪电压波形,效率高但成本较高。
原理分析:通过强制电流波形跟随电压波形(如Boost型APFC),利用高频调制使输入端等效为纯电阻负载,减小电流相位滞后和谐波含量。
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