什么是功率因数补偿,什么是功率因数校对:
功率因数补偿:在上世纪五十年代,现已针对具有理性负载的沟通用电用具的电压和电流不同相(图1)然后引起的供电功率低下提出了改进办法(因为理性负载的电流滞后所加电压,因为电压和电流的相位不同使供电线路的担负加剧导致供电线路功率下降,这就要求在理性用电用具上并联一个电容器用以调整其该用电用具的电压、电流相位特性,例如:其时要求所运用的40W日光灯有必要并联一个4.75μF的电容器)。用电容器并连在理性负载,使用其电容上电流超前电压的特性用以补偿电感上电流滞后电压的特性来使总的特性接近于阻性,然后改进功率低下的办法叫功率因数补偿(沟通电的功率因数可以用电源电压与负载电流两者相位角的余弦函数值cosφ表明)。
图1
在具有理性负载中供电线路中电压和电流的波形
而在上世纪80年代起,用电用具很多的选用功率高的开关电源,因为开关电源都是在整流后用一个大容量的滤波电容,使该用电用具的负载特性呈现容性,这就造成了沟通220V在对该用电用具供电时,因为滤波电容的充、放电效果,在其两头的直流电压呈现略呈锯齿波的纹波。滤波电容上电压的最小值远非为零,与其最大值(纹波峰值)相差并不多。依据整流二极管的单向导电性,只要在AC线路电压瞬时值高于滤波电容上的电压时,整流二极管才会因正向偏置而导通,而当AC输入电压瞬时值低于滤波电容上的电压时,整流二极管因反向偏置而截止。也便是说,在AC线路电压的每个半周期内,仅仅在其峰值邻近,二极管才会导通。尽管AC输入电压仍大体坚持正弦波波形,但AC输入电流却呈高幅值的尖峰脉冲,如图2所示。这种严峻失真的电流波形含有很多的谐波成份,引起线路功率因数严峻下降。
在正半个周期内(1800),整流二极管的导通角大大的小于1800乃至只要300-700,因为要确保负载功率的要求,在极窄的导通角期间会发生极大的导通电流,使供电电路中的供电电流呈脉冲状况,它不只降低了供电的功率,更为严峻的是它在供电线路容量缺乏,或电路负载较大时会发生严峻的沟通电压的波形畸变(图3),并发生屡次谐波,然后,搅扰了其它用电用具的正常作业(这便是电磁搅扰-EMI和电磁兼容-EMC问题)。
图2
自从用电用具从曩昔的理性负载(前期的电视机、收音机等的电源均选用电源变压器的理性器材)变成带整流及滤波%&&&&&%器的容性负载后,其功率要素补偿的意义不只是供电的电压和电流不同相位的问题,更为严峻的是要处理因供电电流呈强脉冲状况而引起的电磁搅扰(EMI)和电磁兼容(EMC)问题。
这便是在上世纪末发展起来的一项新技能(其布景源于开关电源的迅速发展和广泛应用)。其主要意图是处理因容性负载导致电流波形严峻畸变而发生的电磁搅扰(EMl)和电磁兼容(EMC)问题。所以现代的PFC技能彻底不同于曩昔的功率因数补偿技能,它是针对非正弦电流波形畸变而采纳的,迫使沟通线路电流追寻电压波形瞬时改变轨道,并使电流和电压坚持同相位,使体系呈纯电阻性技能(线路电流波形校对技能),这便是PFC(功率因数校对)。
所以现代的PFC技能完成了电流波形的校对也处理了电压、电流的同相问题。
图3
于以上原因,要求用电功率大于85W以上(有的材料显现大于75W)的容性负载用电用具,有必要添加校对其负载特性的校对电路,使其负载特性接近于阻性(电压和电流波形同相且波形附近)。这便是现代的功率因数校对(PFC)电路。