有源PFC校正基本原理详细解析

pfc的电路工作原理
PFC（功率因数校正）电路是一种用于改善电源系统功率因数
的装置。

它主要用于交流至直流电源转换过程中，在输入电流与输入电压之间维持恒定的功率因数。

PFC电路的工作原理基于控制电流波形，以使其与输入电压波形保持同步，并在每个交流周期内保持恒定的功率因数。

其基本原理是通过在输入电源上加入电感器和电容器等元件，形成一个滤波器，滤除输入电源中的谐波成分，从而改善功率因数。

具体而言，PFC电路实现功率因数校正的过程如下：
1. 输入电压测量：PFC电路首先测量输入电压的幅值和频率。

2. 输入电压整流：交流输入电压经过整流器将其转换为直流电压，但会引入谐波成分。

3. 调整电流波形：通过在输入电流路径中加入电感器，对电流进行调整，使其与输入电压保持同步，并尽量趋近正弦波形。

4. 集成电路控制：使用集成电路控制器来监测和控制电流波形，以便调整开关频率和占空比，以实现恒定功率因数。

5. 输出滤波：通过连接电容器并使用滤波电路，滤除电流中的高频谐波成分。

通过上述步骤，PFC电路能够在输入电压和电流之间保持恒定
的相位差，从而提高功率因数，减少功率损耗，并提高电能利用率。

这对于电力系统中的各种应用和设备，特别是对于大功率设备和高功率因数要求的设备来说，具有重要意义。

ＰＦＣ开关电源功率因数校正原理ＰＦＣ开关电源功率因数校正原理一、什么是功率因数补偿，什么是功率因数校正：功率因数的定义为有功功率与视在功率的比值．功率因素补偿:这项技术主要是针对因具有感性负载的交流用电器具的电压和电流不同相(图1)而引起的供电效率低下,提出的改进方法(由于感性负载的电流滞后所加电压,电压和电流的相位不同,使供电线路的负担加重,导致供电线路效率下降,这就要求在感性用电器具上并联一个性质相反的电抗元件.用以调整该用电器具的电压、电流相位特性.例如:当时要求所使用的40W日光灯必须并联一个4.75μF的电容器).用电容器并联在感性负载的两端,利用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,使总的特性接近于阻性,从而改善效率低下的方法叫做功率因数补偿(交流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表示)。

图1 在具有感性负载中供电线路中电压和电流的波形常规开关电源功率因数低是由于开关电源都是在整流后,用一个大容量的滤波电容使输出电压平滑,因此负载特性呈现容性.这就造成了交流220V在整流后,由于滤波电容的充、放电作用,在其两端的直流电压上出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.图2 全波整流电压和AC输入电流波形因为根据整流二极管的单向导电性,只有在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.也就是说,在AC线路电压的每个半周期内,只是在其峰值附近,二极管才会导通.虽然AC输入电压仍大体保持正弦波波形,但AC输入电流却呈高幅值的尖峰脉冲,如图2所示.这种严重失真的电流波形含有大量的谐波成份,引起线路功率因数严重下降.在正半个周期内(180o),整流二极管的导通角大大小于180o,甚至只有30o～70o.由于要保证负载功率的要求,在极窄的导通角期间,会产生极大的导通电流,使供电电路中的供电电流呈脉冲状态.它不仅降低了供电的效率,更为严重的是,它在供电线路容量不足或电路负载较大时,会产生严重的交流电压波形畸变(图3),并产生多次谐波,从而干扰了其它用电器具的正常工作(这就是电磁干扰－EMI和电磁兼容－EMC问题)。

有源功率因数校正（APFC）原理说明APFC 基本电路就是一种开关电源，但它与传统的开关电源的区别在于：DC/DC 变换之前没有滤波电容，电压是全波整流器输出的半波正弦脉动电压，这个正弦半波脉动直流电压和整流器的输出电流与输出的负载电压都受到实时的检测与监控，其控制的结果是达到全波整流器输入功率因数近似为 1 。

本次设计采用boost升压式电路，并采用平均电流控制法（CCM），基于功率因数校正芯片UC3854设计的。

主电路由二极管桥式整流电路与Boost升压型DC-DC变换器组成，控制电路主要由UC3854芯片组成，包括基准电压Ur、电压误差放大器V A、电路误差放大器CA、乘法器M、脉宽调制器PWM及驱动器。

具体工作过程为：输入电压Uo与基准电压Ur比较后，误差信号经过误差发达器放大后送入乘法器，与全波整流电压取样信号共同送到乘法器输入端，相乘后形成基波电流信号输出，基波电流信号与电流反馈信号经电流误差放大器CA相比较后输出信号，再与锯齿波信号相比较后形成PWM信号驱动功率开关管VT工作。

由于全波整流电压信号Udc为双半波正弦信号，稳定时电压误差放大器输出信号恒定，所以乘法器输出的基准电流信号波形和二极管桥式整流输出电压信号一致，也是双半波正弦信号，与高频的锯齿波信号比较后形成高频的PWM信号驱动开关管VT,可以迫使电感电流信号即输入电流信号在每个周期内按正弦规律变化，且与电路输入电压信号同相位，从而使输入电流跟踪输入电压，尽可能消除电流与电压的相位差，从而实现功率校正，提高功率因数，使功率因数近似为1。

采用boost升压式电路，并采用平均电流控制法（CCM）的原因:Boost 升压型变换器具有电感电流连续、储能电感能抑制RFI 和E．MI 噪声、流波形失真小、输出功率大及驱动电路简单等优点，因此常被用来作为有源功率因数正主电路拓扑。

平均电流控制法（CCM）：CCM 采用乘法器方法来实现APFC，其电路相对复杂，但工作频率固定，电感电流连续，开关管电流有效值小、EMI 滤波器体积小、输入电流波形失真小。

pfc电路工作原理详解PFC（Power Factor Correction，功率因素校正）是一种传统电源技术，它能有效减少电路系统中的有害消耗和负载电流波动，以节省电力和改善稳定性&&质量。

为此，PFC电路能检测当前负载以及调节输入电源的电流。

PFC电路使用半桥或全桥驱动器来把施加在电路输入端的直流电压调整为变频器需求的电压，并且实现对电阻负载进行频率变换。

它将电压输出的频率变成普通的变频器驱动，很好的解决负载变化大的问题。

根据PFC电路要求，输出电压需要恒定，因此，输入电流也应该稳定。

当负载发生变化时，PFC电路会自动调整输入电流，以保持定义的输出电压装置不变，这也保证了功率因素的稳定。

PFC电路的主要功能是实现电压的反馈。

当检测到输出电压的变化时，控制器会根据所设定的阈值和反馈算法来调节输入电源的电流和功率，以便维持输入电压的稳定，也就是功率因素的恰当控制。

由于PFC电路具有自动调整电流负载的功能，能够有效节省电源输出，具有较高的稳定性，减少环境对电路系统的影响，从而变频器的工作性能也会得到改善。

PFC电路使用半桥/全桥驱动器来将电压进行变换，并且输出变频需求的电流。

随着功率或负载发生变化，电流反馈器会对输入电压进行调节，以维护功率因素的恰当控制，减少输入的电能消耗，从而改善工作质量。

总的来说，PFC电路是一种电源技术，它是使用半桥/全桥驱动器把施加在电路输入端的直流电压调整为变频驱动的需求电压，利用反馈机制进行调节，以维持有效的功率因数输出以及减少有害消耗。

PFC电路不仅具有有效节省电源能量和调节负载电流波动的优点，而且还可以提高灵敏度、抑制电路系统的抖动、提高产品质量，升级变频器的运行质量，取得极大的实际效益，是当今许多系统的必备元件之一。

入门必看有源PFC原理知识基础科普
PFC技术是工程师在进行开关电源设计过程中常常用到的校正技术，在
应用时能够有效减小电流谐波，提升电源转换效率。

目前PFC技术通常会分
成有源PFC和无源PFC两种，本文将会针对有源PFC原理知识进行将要科
普和讲解，希望能够对各位新人工程师的学习和设计提供一些帮助。

 在平时的应用过程中，工程师们所常常提到的有源PFC技术，其实就是在
整流电路与负载之间增加一个功率变换器，然后应用电流反馈技术，通过一
些适当的控制方法不断调节输入电流，使其跟踪输入正弦波电压波形，将输
入电流校正成与电网电压同相的正弦波，因而功率因数可提高到近似为1。

由于该方案中应用了有源器件，故称为有源功率因数校正，页被称为
APFC。

即对电路采取措施，使输入电流波形接近正弦波并与输入电压同相位，电流正弦化便使γ=1，同相位就是因数cosφ=1。

 在电路系统的实际应用和设计过程中，有源PFC的主要设计目的，其实就
是为了减小输入电流谐波。

而一旦输入电流谐波得到削弱，那幺在这一电路
系统中将会实现直流稳压输出，并进一步实现单位输入功率因数。

为此在整
流器和负载之间接入一个DC/DC开关变换器，应用电压、电流反馈技术，使输入端电流波形跟踪交流输入正弦电压波形，可以使输入电流接近正弦，从
而大大提高功率因数PF，一般校正后PF可提高到0.99或更高。

由于谐波电
流是导致开关电源功率因数下降的主要原因，所以，要改善此类系统的功率
因数，就必须大力提高输入电流波形畸变因数。

下图所展示的即为一般
APFC的电路框图。

pfc电路工作原理详解PFC（Power Factor Correction）电路是一种用于改善电源的功率因数的电路。

它通过对电源输入电压进行调整，使其与电流之间的相位差最小化，从而使功率因数接近1，减少电源对网络的污染，提高能源利用效率。

PFC电路的主要原理是利用电感元件和开关管实现对输入电流的精确控制。

通常，PFC电路采用谐振变换器（resonant converter）的拓扑结构，该结构由开关管、电感元件和电容元件组成。

其工作过程如下：1. 运行起始：PFC电路通过DC/DC变换器将输入的交流电源转换为稳定的直流电压。

当交流电源接通时，电源电压经过整流和滤波后供给谐振变换器。

2. 开关管控制：谐振变换器中的开关管控制着电源电压的输出情况。

开关管周期性地进行开关操作，将电源电压分割成若干个窄脉冲，并根据反馈信号调整开关频率和占空比，以控制输出的电源电压。

3. 电感元件：谐振变换器中的电感元件负责存储和释放能量。

当开关管导通时，电感元件储存能量；当开关管断开时，电感元件释放能量，并通过变压器传递给输出负载。

4. 电容元件：谐振变换器中的电容元件用于平滑输出电压，并降低交流噪声。

PFC电路的工作原理就是通过控制开关管的导通和断开来调整电源电压和当前传输，从而实现功率因数的改善。

通过增大导通时间和缩小断开时间，PFC电路可以使当前正弦波与电压正弦波之间的相位差减小，功率因数得以提高。

需要注意的是，PFC电路的控制需要采用高精度的控制策略和合适的开关频率，以确保电压和电流的同步性，避免谐振变换器的过渡过程中出现过大的振荡和损耗。

此外，PFC电路还需要考虑开关管的选择和功耗，以实现高效、可靠和长寿命的运行。

总而言之，PFC电路利用谐振变换器的设计和控制，在输入电流与电压之间实现同步性，从而改善功率因数，提高电源的能效。

通过对电压和电流进行精确控制，PFC电路使电源对网络的污染减少，同时提高了能源的利用效率。

PFC电路原理介绍PFC（功率因数校正）电路是一种用于改善电力系统负载的功率因数的电路。

在传统的非PFC电路中，负载设备会引发电网过载、能源浪费、电源质量下降等问题。

而PFC电路能够通过控制输入电流与电压间的相位差，有效提高系统的功率因数，减少电网负载，提高能源利用率。

PFC电路的原理主要包括三个环节：整流、滤波和控制。

首先，交流输入电压经过整流器被转换为直流信号。

在传统的整流器中，采用的是非线性的二极管整流方式，输出电压波形不平滑，含有大量的高次谐波，功率因数较低。

而在PFC电路中，采用的是有源功率因数校正电路，可以通过智能控制的方式使输入电流与输入电压间的相位差趋近于零，从而使得输出电压及电流波形接近正弦波。

接下来，滤波器对输出的直流信号进行滤波处理。

滤波器一般采用电感和电容的组合，可以使电流连续性增加，减少纹波，提高输出电压质量。

最后，控制部分通过实时监测和调整输入电流与输入电压之间的相位差，以实现功率因数校正。

这部分通常采用微控制器或DSP芯片来实现，通过调整电路的工作状态和控制信号，可以使得输出电流与输入电压的相位差小于等于10度，从而实现高功率因数的目标。

PFC电路的工作原理实际上是通过不断改变输入电流的幅值和相位来保持输出电流与输入电压同相，从而提高功率因数。

在正弦波电流的情况下，功率因数为1，即输入电流和输入电压的相位差为零。

然而，在实际应用中，负载的电流通常不是正弦波形，因此需要通过控制电路来实现功率因数的校正。

PFC电路有两种常见的实现方式：被动式PFC和主动式PFC。

被动式PFC电路主要利用电感元件和电容元件的特性，通过电感的储能和电容的放电来实现波形修正。

这种方式成本较低，但功率因数的校正能力受限。

主动式PFC电路则通过加入电子开关元件，如MOSFET管或IGBT管，根据输入电流和输入电压之间的相位关系，实时开关电子开关元件，来控制输入电流的波形，进而实现智能化的功率因数校正。

电源pfc电路工作原理详解电源PFC电路是电源的一个重要组成部分，其主要作用是提高电源的功率因数，减少谐波污染，降低电网损耗。

本文将详细介绍电源PFC电路的工作原理。

一、PFC电路的基本原理PFC电路的全称为功率因数校正电路，其主要作用是使输入电流与输入电压之间的相位差尽可能接近于零，从而提高功率因数。

在传统的电源中，因为电感、电容等元件的存在，输入电流与输入电压之间的相位差比较大，功率因数较低，容易对电网造成污染。

而PFC电路则通过电路设计和控制算法的优化，实现电流与电压的同相，从而达到提高功率因数的目的。

二、PFC电路的工作原理PFC电路的基本原理是利用电容器和电感器等元件对输入电压进行整流和滤波，然后通过控制器对输入电流进行调节，使其与输入电压之间的相位差尽可能接近于零。

具体的工作原理如下：1.整流和滤波将输入电压通过整流电路转换为直流电压，然后通过电容器进行滤波，使得直流电压稳定。

这样，就可以消除输入电压中的谐波成分，降低对电网的干扰。

2.电流控制接下来，利用控制器对电流进行调节。

控制器通过对电源开关管的控制，调节电源输出电流，使其与输入电压之间的相位差尽可能接近于零。

为了实现这个目的，控制器需要监测输入电流和输入电压，并根据电路设计和控制算法进行计算和调整。

3.反馈控制为了确保PFC电路的稳定性和精度，需要加入反馈控制回路。

具体来说，就是通过采集输出电压，与参考电压进行比较，然后通过PID控制算法调节输出电流，使其稳定在设定值附近，从而保证电源的稳定性和性能。

三、PFC电路的优点1.提高功率因数PFC电路可以使输入电流与输入电压之间的相位差尽可能接近于零，从而提高功率因数，减少对电网的污染。

2.降低谐波污染PFC电路可以消除输入电压中的谐波成分，降低对电网的干扰，提高电源的稳定性和性能。

3.节能降耗PFC电路可以降低电网损耗，减少电能的浪费，从而实现节能降耗的效果。

四、PFC电路的应用PFC电路广泛应用于电源、照明、电动工具、电动车辆等领域。

pfc功率因数校正原理嗨，朋友！今天咱们来唠唠这个PFC功率因数校正的原理，可有趣着呢！你知道吗？在我们的用电世界里啊，功率因数可是个挺重要的角色。

就好比一场大合唱，每个歌手（电器设备）都得配合好，这样整体的效果（电力系统的效率）才会好。

要是功率因数低，那就像是合唱里有人跑调，整个电力系统就会变得乱糟糟的。

那功率因数到底是啥呢？简单来说，功率因数就是有功功率和视在功率的比值。

有功功率呢，就是真正用来干活的功率，就像你跑步的时候，真正让你前进的那股力量。

视在功率呢，就像是你看起来付出的所有力量，这里面还包含了一些“虚”的部分，就像你跑步的时候，可能有一些多余的动作，看起来费了力，但并没有让你跑得更快。

很多电器设备啊，尤其是那些非线性负载，像电脑电源、节能灯之类的，它们就像是调皮的小捣蛋鬼。

这些设备在工作的时候，会让电流变得歪歪扭扭的，不按照正常的节奏来。

正常情况下，电压和电流应该是同步的，就像两个人手拉手，整整齐齐地往前走。

可是这些非线性负载一捣乱，电流就开始滞后或者超前电压了，这就导致功率因数变低啦。

这时候呢，PFC功率因数校正就闪亮登场啦。

PFC就像是一个超级严格的指挥家，它的任务就是把那些调皮的电流给纠正过来。

PFC有两种主要的类型，一种是无源PFC，另一种是有源PFC。

无源PFC呢，就像是用一些简单的电路元件，像是电感啊、电容啊，来给电流做一些基本的整形。

它就像是一个初级的教练，给那些电流做一些简单的训练，让它们稍微规矩一点。

不过呢，无源PFC的校正效果相对有限。

有源PFC可就厉害多啦！它就像是一个高级的指挥大师。

有源PFC里面有复杂的电路，它会不断地监测电压和电流的情况。

然后呢，通过一些聪明的算法和快速的电路控制，把电流调整得和电压几乎同步。

它就像是给电流开了一个专门的培训班，让电流按照最完美的节奏和电压一起工作。

你可以想象一下，没有PFC的时候，电力系统就像一个乱糟糟的游乐场，各种设备都在各自为政，电流到处乱窜。

pfc的电路工作原理
PFC（功率因数校正）电路的工作原理是通过对输入电压进行
整流和滤波，然后经过功率因数校正控制器进行电流控制，最终得到具有高功率因数的输出电流。

具体来说，PFC电路的工作可以分为以下几个步骤：
1. 输入电压整流：将交流输入电压转换为直流电压，常常采用整流桥电路或者二极管桥电路进行整流。

2. 滤波：通过电容器进行滤波，去除电压中的纹波成分，使输出电压变得更加平稳。

3. 反馈控制：利用功率因数校正控制器对输出电压进行监测和控制，确保输出电压恒定且具有高功率因数。

功率因数校正控制器通常采用数字信号处理器（DSP）或者微控制器（MCU）来进行控制和计算。

4. 比较控制：功率因数校正控制器会将输出电压与设定的参考电压进行比较，并通过控制器内部的比较器来生成错误信号。

5. PWM控制：通过PWM（脉冲宽度调制）技术来对输入电
流进行控制，使其与输入电压同相位，从而提高功率因数。

PWM技术通过改变开关器件的导通时间来控制输出电流的大小。

6. 反馈控制回路：根据比较器的错误信号，功率因数校正控制
器会反馈给PWM控制电路，通过不断调整PWM信号的占空比，使输出电流与参考电压保持一致。

通过以上步骤，PFC电路能够实现对输入电流的控制，从而使得输出电流具有高功率因数，达到提高电源效率和满足电网要求的目的。