什么是PFC

時間：2013-05-22作者：深圳市達爾美電子科技有限公司瀏覽：137

前面所討論過什么是功率因素，里面講到功率因素有高有低，其功率因素的高低直接會影響到電源的效率，增加電網輸送的損耗。有什么方法來盡量改善提高功率因素呢，今天我們就來聊聊功率因數校正也即PFC，英文全稱為“Power Factor Correction” LED開關電源用在LED燈具上，做為一種節能型的新型燈具，其自身的節能效果，不言而語是重中之重，尤其對于現在功率較大的LED燈具，如LED工礦燈、LED投光燈、LED泛光燈、LED路燈等，世界各國及地區對其本身的節能可靠性要求越來越高，甚至于到了苛責的地步。當今LED燈具的驅動電源基本上全部由高頻開關電源來取代，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電路來提高功率因數。改善其節能效果，搞高效率。提到這里，順便聲明一個大家容易混淆的二個概念，曾經有人這樣提出疑問說：是不是LED電源的功率因素越高，電源的效率就越高，其實這個結論是不成立的，因為LED電源的功率因素越高，對電源本來身來講，并不能提高其電源的轉換效率，電源的功率因素越高，是能提升對電網電能利用率，減小電網的損耗，一般功率因素越高的電源，其輸入工作電流相對于同等功率、功率因素稍小的電源來講，其電流要小一些，這樣能對電網的輸送電能及輸送網絡減小一些能耗損耗。

目前的PFC有兩種，一種為被動式PFC（也稱無源PFC）和一種為主動式PFC（也稱有源式PFC也有人喜歡稱之為雙極PFC）。被動式PFC一般又分“電感補償式”和“填谷電路式(Valley Fill Circuit)”二種。

“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。電感補償式功率因數較低，同時電路比較繁鎖，最不能接受的是需要體積很大的電感來參與其中，這給電源的成本及體積帶來很多不利因素。

“填谷電路式”屬于一種新型無源功率因數校正電路，其特點是利用整流橋后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沖變為接近于正弦波的波形，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，并且在輸入電路中不需要使用體積大重量沉的大電感器。

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。待機功耗小，可靠性高；輸入工作電壓范圍比較寬，可做到90-270V輸入；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，電源不必采用很大容量的濾波電容。同時主動式PFC電源用在LED燈具上，用數碼相機拍不會有頻閃。

主動式PFC具有獨立的PFC級，可以對輸入DC/DC級的直流電壓進行預調節，輸出電壓比較精確；帶載能力比較高，適合于功率較高的場合。但是，它所需的元器件較多，成本較高；功率密度低，損耗比較大；尤其對于中小功率的電子設備，很不經濟。針對這些問題，人們提出了很多新的改進PFC拓撲結構。最近產生的單級PFC受到了大家的強烈興趣并投入了大量的研究工作，大家將PFC級和DC/DC級共用一個開關管和一套控制電路，在獲得穩定輸出的同時實現功率因數校正。這種方案具有電路簡單、成本低的優點，功率因素較高，一般可達到0.9-0.95左右，但電源輸出紋波比較大，比較適用于功率較小的場合。但用在LED燈具上，用相機拍會有頻閃，同時電源的匹配性及穩定性要低于主動性PFC電路。




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