功率因數校正
關注創建者：匿名 創建時間：2021-07-23
功率因數校正的實例教程
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，了解了什么是功率因數，那么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。”
那么我們有什么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么樣做的吧。
l 供電公司的功率因數校正方法
對于供電方，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、輸送網絡中，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。
l 工業用電用戶的功率因數校正方法
對于工業用電的使用方，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。
開關電源
開關電源是利用現代電力電子技術，控制開關管開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源，開關電源一般由脈沖寬度調制（PWM）控制IC和MOSFET構成。隨著電力電子技術的發展和創新，使得開關電源技術也在不斷地創新。目前，開關電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應用幾乎所有的電子設備，是當今電子信息產業飛速發展不可缺少的一種電源方式。
展開 車載充電器應用Inrush 電流限制電路以及EMI 濾波電路，防止交流電網波動對設備的沖擊以及抑制交流電網中的高頻干擾對設備的影響；整流電路將交流電轉化為直流電；PFC（功率因數校正電路） 是一個功率因數提高電路，提高交流電轉換為直流電的效率；直流電通過全橋轉換隔離電路轉換后輸出給動力電池。車載充電器工作原理如圖3-5-18所示。
江淮iEV6 充電系統原理如圖3-5-19 所示。充電時動力電池喚醒整車控制單元（VCU）控制充電器進行交流高壓充電。高壓直流充電時車載充電器不工作，VCU 與安裝于動力電池內部的電池管理器配合，直流高壓電直接通過高壓配電盒為動力電池充電。電池管理器檢測到動力電池已充滿，通過CAN 總線與VCU 通信，VCU 控制車載充電器關閉，停止充電。
車載充電器低壓線束插接器端子及定義見表3-5-7。
4. 廣汽新能源
GA3S PHEV/GS4 PHEV 配備最大輸出功率3.3kW 的車載充電器，使用標準充電樁或者家庭220V 電源進行充電，備用充電線束會自動根據允許電流值選擇充電功率曲線進行充電，5 ～ 6h 可充滿電量。車載充電器安裝在車輛左前部，采用水冷方式。車載充電器安裝位置如圖3-5-20 所示。因GA3S PHEV/GS4 PHEV 車型無需擔心續駛里程，所以兩款車型僅配備交流慢充系統。
車載充電器包括主功率和弱電控制兩部分。主功率部分包括EMI 濾波、軟啟動、功率因數校正變換器、DC/DC 轉換器及負載；弱電控制部分包括弱電輔助電源、功率因數控制電路、DC/DC 轉換器控制電路及通信模塊。
展開 負載功率因數被誤稱為“輸出功率因數”
UPS不能一對一地制造，也要事先根據當前用電器的形式和規模預先制造出一批或幾批不同功率因數和功率規格的機器，以備市場現貨銷售。預先制造出一批或幾批UPS的根據就是負載功率因數。當UPS的負載功率因數與負載的輸入功率因數相等時，就稱為完全匹配，UPS就可輸出全部功率。遇到不匹配負載時，就必須降額使用。圖2示出了UPS負載功率因數與負載輸入功率因數的關系。
圖2 UPS負載功率因數與負載輸入功率因數的關系
有的就誤把UPS的負載功率因數稱為UPS的輸出功率因數。這種誤解的來源大概認為UPS既然有輸入功率因數就一定有輸出功率因數，這樣一來UPS的性質就有兩種，從輸入看進去是一種性質，從輸出看進去又是另一種性質，誤解了電路性質的唯一性。既然是UPS的輸出功率因數，如前所述，如果UPS有輸出100kVA的能力，那么應當在任何負載性質的條件下都可給出功率因數所指出的有功功率和無功功率。比如被稱為輸出功率因數的數值為0.8時，在任何負載性質的條件下都可給出80kW的有功功率和60kvar的無功功率。但實際上不是這樣。比如往往出現這種情況，當負載功率因數為0.8的100kVA UPS在帶線性負載時，就會因過載而轉旁路，這是其一；其二，當用功率因數表測量UPS輸出端時發現，在帶線性負載時其功率因數值為1，當帶二極管整流濾波輸入的IT負載時其功率因數值又是0.7，怎么也出不來0.8!實際上這兩種情況測得的都是負載的功率因數，所謂輸出功率因數0.8根本就不會出現，除非帶輸入功率因數為0.8的負載時，但那時測得的也仍然是負載的功率因數。即，只要帶負載測量，測得的就是負載的功率因數。
展開 不僅如此，對于多功率等級的電源，同樣也需要進行同步處理，從而有效防止在各部分獨自運行時所產生的噪音。因此，在電源電路的設計當中，同步電路也是一個重要的內容。
通信電源的發展前景
1、高頻化
高頻化發展能夠有效減輕電源的體積和重量，提高電源的動態性能。但是與此同時，也會增加功率器件的開關損耗。所以，如今越來越多的技術人員開始研發軟開關技術。在上個世紀九十年代，我國誕生了“軟開關P.W.N”電路拓撲，也就是“零電壓（流）轉換P.W.N”，如今在各類高頻開關的電源當中有重要的應用。
2、高效化
為了能夠提高高頻開關整流電源的功率因素，促使通信電源向高效化的方向發展，越來越多的研究學者和專業人員開始對有源功率因數校正技術進行研究和開發。近些年，出現了很多單相功率因數校正技術和電路拓撲。如今，應用最多的技術是電網供電輸入之后專門加一級PFC（功率因數校正）電路，使得功率因數上升到了0.99及以上。
3、模塊化
除了高頻化和高效化，模塊化也是開關電源當中一個重要的發展趨勢。在如今的二次電源發展當中，很多電源產品生產企業已經能夠制造一個整體的模塊電源，但是內部結構性能還有待提高。
中國通信電源市場前三甲
國際電信業研究公司Frost&Sullivan近日發布的《2009年中國通信電源市場白皮書》顯示，盡管2009年全球通信電源市場收益下滑了12.3%，但中國市場因為大規模3G網絡建設，依然保持增長勢頭，2009年中國通信電源市場出貨量達35.7萬套，較2008年增長了8.5％。
根據報告，2009年中興通訊在中國三大運營商通信電源的集采中都有良好的表現：在中國電信的集采中，中興以31%的份額獲得第一；并在中國聯通保持40%以上的份額，是聯通最大的供應商；在中國移動的集采中，中興通訊也位列三甲。
展開 功率因數是電力系統的一個重要的技術數據，是衡量電氣設備效率高低的一個系數，我們都知道功率因數過低，說明電路用于交變磁場轉換的無功功率大，從而降低了設備的利用率，增加了線路供電損失。一般電容補償柜容量按變壓器容量的百分之三十計算。
A，為什么要用電容來補償？
因為電容器有貯能的功能，無功功率是不消耗能量的功率，只是在交流電的半個周期內暫時將電能以磁場（感性無功）或電場（容性無功）的形式儲存起來，然后再另外半個周期內將所儲存的能量返還給電網。
電容吸收無功功率的時候，正是電機放出無功功率的時候，反之，電機吸收無功功率時，又正好是電容放出無功功率的時候。這樣，電機和電容就相互交換無功功率，電機等等負載就不需要從電源上吸收或釋放無功功率了，這就相當于電容代替電源向電機提供無功功率，也就是補償無功功率。
電容補償提高負載功率因數，降低無功功率，提高有用功的利用率；降低網損，增加電網傳輸容量，提高穩定極限。
B，電容補償的定義
電容補償就是功率因數補償或者是無功補償。電力系統的用電設備在使用時會產生無功功率，而且通常是電感性的，它會使電源的容量使用效率降低，而通過在系統中適當地增加電容的方式就可以得以改善。電力電容補償也稱功率因數補償。
C，配電室電容柜的基本組成
它是指合斷路器和刀熔開關，無功功率補償控制器根據進線柜電壓和電流的相位差輸出控制信號，控制交流接觸器閉合和斷開，從而控制電容器投入和退出。
一般來說，電容補償柜由柜殼、母線、隔離開、容斷器、接觸器、熱繼電器、電容器、避雷器、一、二次導線、端子排、功率因數自動補償控制裝置、盤面儀表等組成。
D，電容補償對于電路的基本作用
D-1，電容在交流電路里可將電壓維持在較高的平均值!(近峰值).(高充低放),可改善增加電路電壓的穩定性!
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LED驅動集成電路（LED Driver IC）是一種專為發光二極管（LED）提供?穩定電流?并實現高效、安全驅動的專用集成電路。其核心工作原理基于將輸入電源（交流或直流）轉換為適合LED工作的?恒流輸出?，以確保亮度穩定、延長壽命并避免熱失控。
恒流驅動必要性?：LED的正向電壓-電流（V/I）特性非常陡峭，且具有?負溫度系數?（溫度升高時導通電壓下降）。若采用恒壓驅動，微小的電壓波動會導致電流大幅變化
1" alt="圖片"></p><p><strong style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: inherit;">四、典型應用線路及選型</strong><span style="color: rgb(51, 51, 51);"> </span></p><p class="ql-align-justify">工業電源必須滿足功率因數校正
MP4030A 集成了功率因數校正功能，采用臨界導通模式，減少了MOSFET開關損耗。MP4030A在電源引腳處集成了充電電路，可快速啟動而不會產生明顯延遲。其專有的調光控制功能擴展了TRIAC調光范圍。
MP4030A具有多種保護功能，包括過壓保護（OVP）、短路保護（SCP）、原邊過流保護（OCP）、電源引腳欠壓鎖定保護（UVLO）和過溫保護（OTP）。
RSF60R026W適用于連續導通模式功率因數校正(PFC)、雙管正激、LLC和太陽能升壓等拓撲線路，典型應用于太陽能、服務器、電信設備和UPS(不間斷電源)等。
次諧波電流不得超過基波電流的30%
■9次諧波電流不得超過基波電流的20%
■11次諧波電流不得超過基波電流的20%
四、瑞森半導體LLC方案助力新版諧波標準認證
瑞森半導體自主創新的恒流CSCP-LLC架構，巧妙利用LLC信號構成功率因數校正回路
電網支持和輔助服務
大型熱電站在整體電網響應中發揮著重要作用，包括頻率中斷、功率因數校正、燃料源的多樣性和可調度性。可再生能源的數量正在增長，并將在未來幾十年繼續攀升。輔助服務，以快速可調度的備用電源的形式出現，對于管理可再生能源固有的間歇性至關重要。儲備發電容量低的市場可能會在不穩定時期經歷價格飆升，可能超過正常市場水平的許多倍31,32。
二、RSC6105S-RSC6120S系列關鍵物料選型注意事項
典型應用線路圖
（一）針對瑞森半導體-單級PPFC實現高PF的性能，BD1整流橋的（四個二極管）參與了功率因數校正
提高功率因數的傳統方法是采用無源功率因數校正技術， 目前較先進的方法是:單相輸入的采用有源功率因數校正技術， 三相輸入的采用 SPWM 高頻整流提高功率因數。今后電源技術將朝著高效率、 高功率因數和高可靠性方向發展， 并不斷實現低諧波污染、 低環境污染、 低電磁干擾和小型化、 輕量化。從而為今后的綠色電源產品和設備的發展提供強有力的技術保證， 這也將是現代電源發展的必然結果。
9
功率因數校正電路（PFC）
1、原理示意圖：
2、工作原理：
輸入電壓經L1、L2、L3等組成的EMI濾波器，BRG1整流一路送PFC電感，另一路經R1、R2分壓后送入PFC控制器作為輸入電壓的取樣，用以調整控制信號的占空比，即改變Q1的導通和關斷時間，穩定PFC輸出電壓。
在2010年，MicroGaN GmbH就與
Diotec Semiconductor AG
達成合作，共同開發設計
600V
的氮化鎵整流器器件，這種器件非常適合高頻開關電路，例如功率因數校正 (PFC) 和逆變器電路。它們
提高了PFC效率
，尤其是在部分負載條件下，驅動器和太陽能逆變器的功率損耗可以顯著
降低
。
