UPS電源中PFC電路應(yīng)用
PFC就是“功功率因數(shù)校正”的意思，主要用來表征電子產(chǎn)品對(duì)電能的利用效率。功率因數(shù)越高，說明電能的利用效率越高。
PC電源采用傳統(tǒng)的橋式整流、電容濾波電路會(huì)使AC輸入電流產(chǎn)生嚴(yán)重的波形畸變，向電網(wǎng)注入大量的高次諧波，因此網(wǎng)側(cè)的功率因數(shù)不高，僅有0.6左右，并對(duì)電網(wǎng)和其它電氣設(shè)備造成嚴(yán)重諧波污染與干擾。早在80年代初，人們已對(duì)這類裝置產(chǎn)生的高次諧波電流所造成的危害引起了關(guān)注。1982年，國際電工委員會(huì)制訂了IEC55－2限制高次諧波的規(guī)范（后來的修訂規(guī)范是IEC1000－3－2），促使眾多的電力電子技術(shù)工作者開始了對(duì)諧波濾波和功率因數(shù)校正（PFC）技術(shù)的研究。電子電源產(chǎn)品中引入PFC電路，就可以大大提高對(duì)電能的利用效率。
PFC有兩種，一種是無源PFC（也稱被動(dòng)式PFC），一種是有源PFC（也稱主動(dòng)式PFC）。無源PFC一般采用電感補(bǔ)償方法使交流輸入的基波電流與電壓之間相位差減小來提高功率因數(shù)，但無源PFC的功率因數(shù)不是很高，只能達(dá)到0.7~0.8；有源PFC由電感電容及電子元器件組成，體積小，可以達(dá)到很高的功率因數(shù)，但成本要高出無源PFC一些。
有源PFC電路中往往采用高集成度的IC，采用有源PFC電路的PC電源，至少具有以下特點(diǎn)：
1） 輸入電壓可以從90V到270V；
2） 高于0.99的線路功率因數(shù)，并具有低損耗和高可靠等優(yōu)點(diǎn)；
3） IC的PFC還可用作輔助電源，因此在使用有源PFC電路中，往往不需要待機(jī)變壓器；
4） 輸出不隨輸入電壓波動(dòng)變化，因此可獲得高度穩(wěn)定的輸出電壓；
5） 有源PFC輸出DC電壓紋波很小，且呈100Hz/120Hz（工頻2倍）的正弦波，因此采用有源PFC的電源不需要采用很大容量的濾波電容?！?br />
現(xiàn)在市面上采用PFC電路的電源不多，而采用有源PFC電路的更少。
PFC是電腦電源中的一個(gè)非常重要的參數(shù)，全稱是電腦功率因素，簡稱為PFC，等于“視在功率乘以功率因素”，即：功率因素=實(shí)際功率/視在功率。
功率因素：功率因數(shù)表征著電腦電源輸出有功功率的能力。
功率是能量的傳輸率的度量，在直流電路中它是電壓V和電流A和乘積。在交流系統(tǒng)里則要復(fù)雜些：即有部分交流電流在負(fù)載里循環(huán)不傳輸電能，它稱為電抗電流或諧波電流，它使視在功率( 電壓Volt乘電流Amps)大于實(shí)際功率。視在功率和實(shí)際功率的不等引出了功率因素，功率因素等于實(shí)際功率與視在功率的比值。
只有電加熱器和燈泡等線性負(fù)載的功率因素為1，許多設(shè)備的實(shí)際功率與視在功率的差值很小，可以忽略不計(jì)，而像容性設(shè)備如電腦的這種差值則很大、很重要。最近美國PC Magazine 雜志的一項(xiàng)研究表明電腦的典型功率因素為0.65，即視在功率(VA)比實(shí)際功率(Watts)大50％！
視在功率：即交流電壓和交流電流的乘積，用公式表示為：S=UI。
上式中，S是額定輸出功率，單位是VA（伏安），U是額定輸出電壓，單位是V， 如220V、380V等；I是額定輸出電流，單位是A。 視在功率包括兩部分：有功功率（P）和無功功率（Q），有功功率是指直接做功的部分。比如使燈發(fā)亮，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使電子電路工作等。因?yàn)檫@個(gè)功率做功后都變成了熱量，可以直接被人們感覺到，所以有些人就產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)覺，即把有功功率當(dāng)成了視在功率，孰不知有功功率只是視在功率的一部分，用式表示：P=SCOS0θ=UICOSθ ＝UI?F
上式中，P是有功功率，單位是W（瓦），F(xiàn)=COSθ 被稱為功率因數(shù)，而θ是在非線性負(fù)載時(shí)電壓電流不同相時(shí)的相位差。 無功功率是儲(chǔ)藏在電路中但不直接做功的那部分功率，用式表示：Q=Ssinθ=UIsinθ。上式中，Q為無功功率，單位是var（乏）。
對(duì)于計(jì)算機(jī)和其它一切靠直流電壓工作的電子電路，離開無功功率是根本無法工作的。
一般用戶都認(rèn)為計(jì)算機(jī)之類的設(shè)備只需要有功功率，而不需要無功功率。既然無功功率不做功，要它何用！于是他們當(dāng)然就認(rèn)為功率因數(shù)為１的電源最好。因?yàn)樗芙o出最大輸出功率。然而，實(shí)際情況并非如此。
假如有一臺(tái)計(jì)算機(jī)，當(dāng)交流市電輸入后進(jìn)行整流，就得到脈動(dòng)直流電壓，若不將脈動(dòng)電壓進(jìn)行任何工，就直接提供給計(jì)算機(jī)電路，毫無疑問，電路根本無法正常工作。雖然這時(shí)計(jì)算機(jī)的功率因數(shù)接近于１，可這又有何用呢。為了讓計(jì)算機(jī)電路能正常工作，必須向其提供平滑了的直流電壓。這個(gè)“平滑”工作必須由接在計(jì)算機(jī)電源整流器后面的濾波電容器C來完成。這個(gè)濾波器就像一個(gè)水庫，電容器里面必須儲(chǔ)存足夠數(shù)量的電荷，在整流半波之間的空白時(shí)，使電路上的工作電壓仍不間斷，能保持正常電平。換句話說，即使在兩個(gè)脈動(dòng)半波之間無輸入電能時(shí)，UC的電壓電平也無顯著的變化，這個(gè)功能是靠電容器內(nèi)的儲(chǔ)能來實(shí)現(xiàn)的，儲(chǔ)存在電容器內(nèi)的這部分能量就是無功功率。所以說，計(jì)算機(jī)是靠無功功率的支持，才能保證電路正確運(yùn)用有功功率實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行的。
因此可以說，計(jì)算機(jī)不但需要有功功率，也需要無功功率，兩者缺一不可。
- 上一篇：UPS電源轉(zhuǎn)換時(shí)間多長 2016/10/13
- 下一篇：高頻機(jī)與工頻機(jī)對(duì)比 2016/6/19
