PFC的英文名称为“功率因数校正”,即“功率因数校正”。 功率因数是指有效功率与总功耗(视在功率)之间的关系,即有效功率除以总功耗(视在功率)的比率。 基本上,功率因数可以衡量有效使用功率的程度。 当功率因数值大时,表明功率利用率高。 功率因数是用于测量电气设备的电气效率的参数。 低功率因数表示低功率效率。 为了提高电气设备的功率因数,该技术称为功率因数校正。


计算机开关电源是电容器的输入电路。 电流和电压之间的相位差将导致交换功率的损失。 此时,需要PFC电路以提高功率因数。 当前有两种类型的PFC,一种是无源PFC(也称为无源PFC)和有源PFC(也称为有源PFC)。
被动式PFC
无源PFC通常分为“电感补偿类型”和“谷补偿电路”
“电感补偿型”是为了减小基本电流和交流输入电压之间的相位差,以提高功率因数。 “电感补偿类型”包括静默类型和非静默类型。 “电感补偿型”的功率因数只能达到0.7到0.8,通常接近高压滤波电容器。
“谷灌电路类型”属于新型无源功率因数校正电路。 其特点是使用整流桥后面的谷底填充电路来大大增加整流器的导通角。 通过填充谷点,输入电流被尖峰化。 它变成接近正弦波的波形,并且功率因数增加到大约0.9,从而大大降低了总谐波失真。 与传统的电感无源功率因数校正电路相比,优点是电路简单,功率因数补偿效果显着,输入电路无需使用笨重的电感。
主动式PFC
有源PFC由电感器,电容器和电子组件组成。 它体积小,使用专用IC调整电流波形,以补偿电流和电压之间的相位差。 有源PFC可以实现高达98%的高功率因数,但成本相对较高。 另外,有源PFC还可以用作辅助电源,因此在使用有源PFC电路时,通常不需要备用变压器,并且有源PFC的输出直流电压的纹波非常小,因此 电源不需要使用大容量滤波电容器。
PFC相关技术术语:[1] 1。
校正器,功率因数(PFC)
功率因数校正器
2。
功率因数校正器(PFC)
功率因数校正器
3。
功率因数控制(PFC)


功率因数控制
每个为电买单的人都知道,电网中电能的使用是相同的。 为什么工业用电和居民用电的价格不同?
大多数人可能会给出这样的答案:“工业用电是为了创造价值并获得商业利润;其次,工业设备更污染环境;再次,工业用电的传输成本很高。” 答案解释了一些问题,如果您具有专业知识,或者通过以前的研究知道什么是功率因数,那么您绝对可以给出一个更专业的答案:“工业上使用的大多数电气设备是电感或电容设备,其系数低于 由于住宅用电气设备的功率因数,导致电网中的无功功率更高,电力公司需要产生更多的功率来维持无功功率,从而浪费了这部分电能,因此工业用户需要立即为浪费的功率付费。”
那么,我们必须使用哪种方法来降低无功功率,或者如何将功率因数提高到最佳值? 伟大的科学家帮助我们找到了解决方案:功率因数校正。 将电气设备的功率因数提高到接近1的技术称为功率因数校正。
让我们看一下供电公司和工业用电用户的情况。
l供电公司功率因数校正方法
对于电源供应商而言,最简单的方法是提高电源电压。 您还可以在每个中央变电站和输电网络中添加功率因数校正设备,以增加整个电网的功率因数并减少传输损耗,如图2所示。
l工业用电用户功率因数校正方法

对于工业用电用户,可以将功率因数校正设备添加到低功率因数负载电路,或者使用高功率因数负载,如图3所示。
开关电源
开关电源是一种使用现代电力电子技术来控制开关时间比以保持稳定输出电压的电源。 开关电源通常由脉宽调制(PWM)控制IC和MOSFET组成。 随着电力电子技术的发展与创新,开关电源技术也在不断创新。 目前,开关电源由于其体积小,重量轻和效率高而被广泛用于几乎所有电子设备中。 它是当今电子信息产业快速发展必不可少的电源方法。


主要含义
开关电源产品广泛用于工业自动化控制,军事设备,科研设备,LED照明,工业控制设备,通讯设备,电气设备,仪器仪表,医疗设备,半导体制冷和加热,空气净化器,电子冰箱,LCD显示屏 ,LED灯,通信设备,视听产品,安全监控,LED灯条,电脑机箱,数字产品和仪器。
主要类型
现代开关电源有两种:一种是直流开关电源;另一种是直流开关电源。 另一个是直流开关电源。 另一个是直流开关电源。 另一个是交流开关电源。
这里的主要介绍只是直流开关电源。 它的功能是将电能质量较差的原始生态电源(粗略电源)(例如商用电源或电池电源)转换为符合设备要求的高质量直流电压(精细电源)。 直流开关电源的核心是DC / DC转换器。 因此,DC开关电源的分类取决于DC / DC转换器的分类。 换句话说,DC开关电源的分类基本上与DC / DC转换器的分类相同,并且DC / DC转换器的分类基本上是DC开关电源的分类。
根据输入和输出之间是否存在电气隔离,DC DC / DC转换器可分为两类:一类是隔离的,称为隔离式DC / DC转换器;另一类是隔离的DC / DC转换器。 另一个是隔离的DC / DC转换器。 第二个是孤立的。 另一个是非隔离的,称为非隔离的DC / DC转换器。
隔离式DC / DC转换器也可以根据有功功率设备的数量进行分类。 单管DC / DC转换器有两种类型:正向和反激。 双管DC / DC转换器包括四个双晶体管正激转换器(DoubleTransistor Forward Converter),两个晶体管反激(Double Transistr Flyback Converter),推挽(Push-Pull Converter)和半桥(Half-Bridge Converter) ))物种。 四管式DC / DC转换器是全桥DC / DC转换器(全桥转换器)。
根据有功功率器件的数量,非隔离式DC / DC转换器可以分为三种类型:单管,双管和四管。
单管DC / DC转换器有六种类型,分别是Buck DC / DC转换器,Boost DC / DC转换器和Buck Boost DC / DC转换器。 ,Cuk DC / DC转换器,Zeta DC / DC转换器和SEPIC DC / DC转换器。 在这六种类型的单管DC / DC转换器中,Buck和Boost DC / DC转换器是基本的,并且从它们派生出Buck-Boost,Cuk,Zeta,SEPIC DC / DC转换器。 双管DC / DC转换器具有双杆串联升压型(Buck-Boost)DC / DC转换器。 常用的四管式DC / DC转换器是全桥DC / DC转换器(全桥转换器)。
隔离式DC / DC转换器通常使用变压器来实现输出和输入的电气隔离。 由于变压器具有变压器功能,因此有助于扩大转换器的输出应用范围,还有助于实现不同电压的多个输出。 ,或多个相同电压的输出。
当功率开关管的额定电压和电流相同时,转换器的输出功率通常与所用开关管的数量成比例。 因此,开关管的数量越多,DC / DC转换器的输出功率就越大。 四管型的输出功率是两管型的输出功率的两倍。
非隔离转换器和隔离转换器的组合可以获得某些功能,而这些功能是单个转换器无法提供的。
根据能量的传输,有两种类型的DC / DC转换器:单向传输和双向传输。 具有双向传输功能的DC / DC转换器可以将电力从电源侧传输到负载侧,或者从负载侧传输到电源侧。
DC / DC转换器也可以分为自激和其他控制类型。 通过使用转换器自身的正反馈信号来实现开关的自激式周期性切换的转换器称为自激转换器。 例如,Royer转换器是典型的推挽自激转换器。 另一个受控DC / DC转换器中的开关设备的控制信号由特殊的外部控制电路生成。

根据开关管的开关条件,DC / DC转换器可分为硬开关(硬开关)和软开关(软开关)。 硬开关DC / DC转换器的开关设备会在承受电压或电流的情况下导通或关断电路,因此在导通或关断过程中会产生较大的重叠损耗,即所谓的开关损耗 。 当转换器的工作状态恒定时,开关损耗也固定。 开关频率越高,开关损耗越大。 同时,在开关过程中会触发电路的分布电感和寄生电容,从而导致额外的损耗。 因此,硬开关DC / DC转换器的开关频率不能太高。 在软开关DC / DC转换器的开关管的接通或断开过程中,或者施加在其上的电压为零,即零电压开关(零电压开关,ZVS)或 通过开关管的电流为零,即零电流开关(零电流·开关,ZCS)。 这种软开关方法可以显着减少开关期间的开关损耗和振荡,从而可以大大提高开关频率,从而为转换器的小型化和模块化创造了条件。 功率场效应晶体管(MOSFET)是具有更多应用的开关器件。 它具有较高的开关速度,但也具有较大的寄生电容。 当它关闭时,其寄生电容会被外部电压充满。 如果这部分电荷在开启之前没有放电,则会在设备内部被消耗,这就是电容性的开启损耗。 为了减少或消除这种损耗,功率场效应晶体管应使用零电压传导方法(ZVS)。 绝缘栅双极型晶体管(IGBT绝缘栅双极型)是一种复合开关器件。 关断期间电流的尾部将导致很大的关断损耗。 如果流过的电流减小到零,则开关损耗可以大大减小,因此IGBT应该使用零电流(ZCS)关断方法。 在零电压条件下关断IGBT也可以减少关断损耗,但是当MOSFET在零电流条件下导通时,它不能减少电容性开通损耗。 谐振转换器(RC),准谐振转换器(QRC),多谐振转换器(Mu1ti-Resonant Converter,MRC),零电压开关PWM转换器(ZVS PWM转换器),零电流开关PWM转换器(ZCS PWM转换器),零 电压转换(Zero-Vo1tage-Transition,ZVT)PWM转换器和零电流转换(Zero-Vo1tage-Transition,ZVT)PWM转换器等,均属于软开关直流转换器。 电力电子开关设备和零开关转换器技术的发展促进了高频开关电源的发展。
基本组成
开关电源大致由主电路组成,
控制电路,检测电路和辅助电源由四部分组成。
1.主回路
浪涌电流限制:启动时限制输入侧的浪涌电流。
输入滤波器:其功能是过滤电网中存在的杂波,并防止本机产生的杂波反馈到电网。
整流滤波:直接整流电网交流电,使直流电源更加平滑。
逆变器:将整流后的直流电源转换为高频交流电源,这是高频开关电源的核心部分。
输出整流和滤波:根据负载需求提供稳定可靠的直流电源。

2.控制电路
一方面,它从输出端子采样,并将其与设置值进行比较,然后控制逆变器以更改其脉冲宽度或脉冲频率以稳定输出。 另一方面,基于测试电路提供的数据,保护电路识别并提供保护电路。 控制电路对电源执行各种保护措施。
3.检测电路
在保护电路中运行时,提供各种参数和各种仪器数据。
4.辅助电源
实现电源的软件(远程)启动,为保护电路和控制电路(PWM等芯片)供电。
主要类别
开关电源技术领域的人们正在开发相关的电力电子设备,320W单组开关电源
320W单组开关电源
在发展开关频率转换技术的同时,两者相互促进,从而促进了开关电源的发展,并且以轻,小,薄,低噪声,高可靠性和抗干扰的速度每年以两位数以上的速度增长。 开关电源可以分为两类:AC / DC和DC / DC。
微型低功耗开关电源
开关电源正朝着普及和小型化发展。 开关电源将逐步取代生活中的所有变压器应用。 小功率微动开关电源的应用应首先体现在数字显示仪表,智能仪表,手机充电器等方面。在现阶段,国家正在大力推进智能电网的建设,对电表的要求 得到了很大的改善。 开关电源将逐步取代电表中变压器的应用。
反相串联开关电源
反向串联开关电源与常规串联开关电源的区别在于,反向串联开关电源的输出电压为负电压,该电压与常规串联开关电源输出的正电压极性完全相反。 。 供应; 当开关K断开时,电感器L仅向负载输出电流。 因此,在相同条件下,反向串联开关电源输出的电流比串联开关电源输出的电流小两倍。
PFC电源和开关电源有什么区别
在PFC开关电源中,开关电源是非常重要的部分。 PFC的开关电源功能与普通开关电源的差异不大,但电源有所不同。 普通开关电源需要220V整流电源,PFC稳定开关电源由B PFC供电。
整流后,不添加滤波电容器,并且将未经滤波的脉动正半周电压用作斩波器的电源。 由于斩波器的一系列“开关”工作以使正电压脉动,因此它被“斩波”为电流波形,并且该波形的特性为:
1.电流波形是断续的,包络和电压波形相同,并且包络和电压波形同相。
2.由于斩波的影响,半波脉动直流电源变成了高频(由斩波频率决定,约为100KHz)“交流”电源。 高频“ AC”电源必须再次整流,以通过后续的PWM开关电压电源来稳定。
3.从外部电源的角度来看,电源系统实现了交流电压和交流电流的同相,并且电压波形和电流波形与正弦波波形一致,不仅解决了功率因数补偿问题 ,还解决了功率因数补偿问题。 它还解决了电磁兼容性(EMC)和电磁干扰(EMI)问题。
高频“ AC”电源通过整流二极管进行整流,并经过滤波后变成直流电压(电源),以向后续的PWM开关电源供电。 在某些文档中,直流电压称为B PFC(在TWP-4211的情况下)。 斩波器输出的B PFC电压通常高于AC整流器过滤的原始300V。 电压,其电感线径小,线压降小,滤波电容容量小,滤波效果好,对后级PWM开关管的要求低。
当前在PFC开关电源部分中,用作开关的斩波管(K)具有两种工作模式:
1.连续导通模式(CCM):开关的工作频率恒定,并且导通的占空比(斩波系数)随斩波电压的幅度而变化。
2.不连续导通模式(DCM):斩波开关的工作频率随斩波电压的大小而变化(每个开关周期的“接通”和“关断”时间相等)。
PFC开关电源部分的激励部分和PWM开关电源部分中的功率因数校正开关电源由集成电路完成,并且IC可以完成设计。