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功率因數(shù)校正作用,開關(guān)電源功率因數(shù)校正-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2024-12-12 

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功率因數(shù)校正作用,開關(guān)電源功率因數(shù)校正-KIA MOS管


功率因數(shù)校正

在電力系統(tǒng)中,有兩種類型的功率,即有功功率和無功功率。有功功率指的是真正用于產(chǎn)生功效的電能,比如用于運(yùn)行電器設(shè)備的能量。而無功功率則是不能直接產(chǎn)生功效的電能,比如涉及電壓和電流之間的相位差的能量。功率因數(shù)是一個(gè)表示有功功率和總功率之間關(guān)系的指標(biāo),其計(jì)算方式是有功功率除以總功率。


在電路中存在感性或者容性負(fù)載時(shí),會(huì)造成電路的電流和電壓不同步,產(chǎn)生相位差。導(dǎo)致在電路中出現(xiàn)無功功率,而實(shí)際有效的功率(有功功率P)會(huì)減小。有功功率才是有用的功率,所以必須減小無功功率。功率因素校正PFC就是提高有功功率,減少無功功率。


有功功率和無功功率之和等于視在功率S。功率因數(shù)(PF)是有功功率(P)與視在功率(S)的比值,即PF=P/S。在交流電路中,電壓和電流之間存在相位差,導(dǎo)致功率因數(shù)小于1。過小的功率因數(shù)會(huì)導(dǎo)致供電設(shè)備容量浪費(fèi),因此需要進(jìn)行校正。


開關(guān)電源為什么要功率因數(shù)校正?

電路呈現(xiàn)容性負(fù)載時(shí),電壓就會(huì)滯后電流,想象電容是一個(gè)水罐,電流如同水流一樣流進(jìn)水罐,大小不變,電容像水罐,電壓如同水罐中水位,慢慢升起來,相當(dāng)于電壓比電流慢。


而電路呈現(xiàn)感性負(fù)載時(shí),電感如同閥門一樣,限制了電流,相當(dāng)于電流比電壓慢。開關(guān)電源(AC-DC)一般都有整流橋和大電容整流濾波,其電路一般呈現(xiàn)容性負(fù)載。


當(dāng)輸入電壓大于大電容的電壓時(shí),才有電流流過整流橋二極管,也就是電流導(dǎo)通時(shí)間小,電流波形畸形狀態(tài),不同電壓同步,如果不進(jìn)行功率因素校正(PFC),功率因素低,有功功率小。


輸入電流變大(相對(duì)于功率因素高的電路),增加電網(wǎng)損耗,其次電流是畸形波,不是正弦波,電網(wǎng)的諧波(THD)成分也會(huì)增大。


為了保護(hù)電網(wǎng),開關(guān)電源有功率因素要求。大功率開關(guān)電源必須要功率因素校正,一般來說大于75W,需要功率因素校正。

功率因數(shù)校正

開關(guān)電源功率因數(shù)校正技術(shù)包括無源功率因數(shù)校正(PFC)和有源功率因數(shù)校正(APFC)。無源PFC通過在電網(wǎng)中接入電感或電容來抵消負(fù)載的電感或電容特性,從而改善功率因數(shù)。有源PFC則通過電子電路實(shí)時(shí)調(diào)整輸入電流波形,使其接近正弦波,并與電壓同相位,從而顯著提高功率因數(shù)。

無源PFC

功率因數(shù)校正

有源PFC

功率因數(shù)校正

功率因數(shù)校正技術(shù)在多種場(chǎng)景中應(yīng)用廣泛,特別是在使用開關(guān)電源的設(shè)備中。開關(guān)電源的整流和濾波過程會(huì)導(dǎo)致電流波形畸變,產(chǎn)生大量諧波,降低功率因數(shù)。通過PFC技術(shù),可以將畸變的電流校正為正弦波,使功率因數(shù)接近1,從而減少諧波污染,降低能源消耗,減小電源設(shè)備的體積和重量。


功率因數(shù)校正作用包括以下:

提高電力系統(tǒng)的功率:PFC可以減少無功功率的流動(dòng),從而降低電力系統(tǒng)的損耗,提高輸配電的效率。功率因數(shù)是指有用功率與總用電量(視在功率)的比值,功率因數(shù)值越大,功率利用率越高1。


降低企業(yè)電力處理系統(tǒng)的負(fù)荷:通過減少無功功率的流動(dòng),PFC可以降低作業(yè)電流的大小,減輕電力系統(tǒng)的負(fù)荷,延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的壽命。


減少電力系統(tǒng)損耗:PFC可以減少電纜、變壓器等設(shè)備的損耗,從而降低電力系統(tǒng)的整體損耗。


降低需求費(fèi)用:通過提高功率因數(shù),可以降低最大計(jì)量需求費(fèi)用,從而減少電費(fèi)支出。


增加現(xiàn)有電路的承載能力:PFC可以減少電路中的電流,使電路能夠承載更多的負(fù)載,減少升級(jí)配電網(wǎng)絡(luò)的成本。


改善電壓:較低的功率因數(shù)會(huì)導(dǎo)致較高的電流,增加導(dǎo)體中的電壓降。通過PFC校正,可以提高設(shè)備的電壓,減少電壓降。


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