电源的功率因数校正.pdf

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电源系统的功率因数校正方法及其应用
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（中国普天东方通信科技发展有限公司，北京$"""%0）吴正海
（北京展杰兴业科技有限公司，北京$"""/$）牛予青
（北京市东方广场有限公司，北京$""""0）贺祯

摘要：阐述了功率因数校正的重要性，介绍了目前最先为有功功率；$为供电电压有效值；%为供电电流有效
进的12(技术，并对12(的几种方法进行了分析讨值）。
论，论述了12(的应用。文章提供了+12(模块的一如果大量的此类能产生非线性电流的电子设备接
个应用实例，还给出了一个+12(控制3(的典型应用入交流供电系统，将对交流供电系统产生许多有害影
实例。响：
关键词：功率因数；功率因数校正；有源功率因数校正!可能流过不提供有效功率而必须由交流供电系
中图分类号：4*&$统提供的相当大的谐波电流，造成发电设备或变电设
文献标识码：5备的容量不能被充分利用；
"在三相供电系统中，中线流过很大的电流，可能
!"#$%&’$(46789:;<=>?@7;A:;B7<A>@=;<@;<<7@=8;?8CD7E引起中线损坏；
C@<8F7DG+DH>?@7D12(=7@6?;I;JK8C8?=<;DL@7DM>?D12(#大量的谐波电流流入电网，造成对电网的谐波
9;=67DC><7>?>IKN7DG467>::I8@>=8;?;A12(>?D=B;>::I8E污染；
@>=8;?7O>9:I7C;A+12(><7>IC;J8H7?G$谐波电流可能会造成谐波电压降，使电网电压
)*+,-%.#(12P12(P+12(发生畸变。
为了减少谐波电流，提高供电效率，减少设备对电
网的不良影响，就必须增大功率因数。提高电源设备
问题的提出
$的功率因数通常采用的方法是，在电源设备输入端加
采用开关电源给电子设备提供电能是目前最为常入功率因数校正（12(，:;B7<A>@=;<@;<<7@=8;?）电路来达
用的方法。例如在常见的离线式开关电源（即+(#到目的。典型的未加入功率因数校正的单相输入开关
)(开关电源）的输入端，+(电源经全波整流后，通常电源的功率因数大约只有"G0R"G’左右，并且输入的
都要接一个大的滤波电容，以得到波形较为平直的直电流具有窄而高的尖峰脉冲，线电压严重畸变以及需
流电压。整流器#电容滤波电路是一种非线性元件和要比具有功率因数校正措施的同样电源高出/"S以
储能元件的组合，因此，虽然输入交流电压是正弦的，上电流的交流线电流。显然可以看出提高功率因数的
但输入交流电流波形却严重畸变，呈脉冲状。脉冲状好处。例如：一个电源插座可以同时供给%台具有
的输入电流含有大量的谐波，一方面使得电源输入端12(电路的电器使用，但只能给0台没有12(电路的
功率因数下降，另一方面使谐波噪声水平提高。这里电器使用。采用了12(电路后，电源的输入功率因数
的功率因数是指设备消耗的有功功率与供电电压的有将接近$，电源对电流的要求就大大降低；几乎所有流
效值和供电电流的有效值乘积之比，即!"Q!#$（%!动的电流都可以在电源中工作，输出功率大大增加。
!功率因数校正的主要方法
收稿日期：!""!#$"#!%
作者简介：吴正海（$&’!—），男，青海西宁人，工程师，主要从事功率因数校正目前有两种方法：无源校正和有源
()*+机站等移动通信领域的研究与开发工作；牛予青校正。
（$&,!—），男，青海西宁人，讲师，主要从事工业自动化仪表与!G$无源功率因数校正
自动化控制系统的工作；贺祯（—），男，山西太原人，工程
$&’-无源12(电路由电感、电容和其他无源元件构成。
师，主要从事楼宇控制的工作。
*J

无源#$%通常用在小功率（+&,以下）和对功率因数
要求不是很高的场合。
无源#$%优点：简单、成本低、可靠性高、-./小。
无源#$%缺点：尺寸、重量大；难以得到高功率因
数（一般可提高到’01左右）；工作性能与频率、负载变
化及输入电压变化有关；电感和电容间有大的充放电
图3有源功率因数校正基本原理图
电流等。图2为无源功率因数校正基本原理图。
指标不相上下。比如常用的G".FA"的#$("系列
"#$%模块，目前有3种规格：#$&’’"(!)（’功率&’’,）
和#$2’’’"(!)’（功率2’’’,）。输入电压范围：*&D
3)&E"%，输出电压：!)’E，输入频率：J+D)!CK，功率
因数!’01&，此外还具有过电压保护、过热保护、并行
运行等功能。

图2无源功率因数校正基本原理图笔者在为一种设备作电源系统设计时就选用了
303有源功率因数校正G".FA"公司的#$&’