PFC開關電源設計中常見問題
什么是功率因數(shù)校正(PFC開關電源)?
功率因數(shù)指的是有效功率與總耗電量(視在功率)之間的關系,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(shù)可以衡量電力被有效利用的程度, 當功率因數(shù)值越大,代表其電力利用率越高。開關電源供應器上的功率因數(shù)校正器的運作原理是去控制調(diào)整交流電電流輸入的時間與波型, 使其與直流電電壓波型盡可能一致,讓功率因數(shù)趨近于。 這對于電力需求量大到某一個水準的電子設備而言是很重要的, 否則電力設備系統(tǒng)消耗的電力可能超出其規(guī)格,極可能干擾銅系統(tǒng)的其它電子設備。 一般狀況下,電子設備沒有功率因數(shù)校正(Power Factor Correction, PFC)時其PF值約只有0.5。
PFC開關電源的英文全稱為“Power Factor Correction”,意思是“功率因數(shù)校正”,功率因數(shù)指的是有效功率與總耗電量(視在功率)之間的關系,也就是有效功率除以總耗電量(視在功率)的比值。 基本上功率因素可以衡量電力被有效利用的程度,當功率因素值越大,代表其電力利用率越高。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(shù)。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)。
PFC打個形象的比方:一個啤酒杯的容積是一定的,就好比是視在功率,可是你倒啤酒的時候很猛,就多了不少的泡沫,這就是無功功率,杯底的啤酒其實很少,這些就是有功功率。這時候酒杯的利用率就很低,相當于電源的功率因數(shù)就很小。PFC開關電源的加入就是要減少輸入側的無功功率,提高電網(wǎng)的利用率,對于普通的工業(yè)用電來講是把電流的相位與電壓的相位調(diào)整到一塊了,對于開關電源來講是把嚴重畸變了的交流側輸入電流變成正弦,另外還有降低低次諧波的功能,因為輸入的電流是正弦了。
為什么我們需要PFC開關電源?
功率因素校正的好處包含:
1. 節(jié)省電費
2. 增加電力系統(tǒng)容量
3. 穩(wěn)定電流
低功率因數(shù)即代表低的電力效能,越低的功率因數(shù)值代表越高比例的電力在配送網(wǎng)絡中耗損,若較低的功率因數(shù)沒有被校正提升,電力公司除了有效功率外,還要提供與工作非相關的虛功,這導致需要更大的發(fā)電機、轉換機、輸送工具、纜線及額外的配送系統(tǒng)等事實上可被省略的設施,以彌補損耗的不足。有PFC功能的電子設備配可以幫助改善自身能源使用率,減少電費,PFC也是一種環(huán)?萍迹梢杂行p低造成電力污染之諧波,是對社會全體有益的功能。
PFC開關電源供應器是如何幫助節(jié)省能源?
藉由降低您的電力設備必須傳輸?shù)碾妷?電流,以提供一臺電源供應器至少所需的供電量。因為產(chǎn)生較少無用的諧波(只會替交流電運輸系統(tǒng)增加不必要的負擔),讓電力的消耗減少。
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