開(kāi)關(guān)電源中的功率因數(shù)校正

引言
功率因數(shù)校正用于改變離線電源輸入電流的形狀，使從干線獲取的有功功率最大。理想的情況下，電器應(yīng)該表現(xiàn)為類似一個(gè)純電阻的負(fù)載，這時(shí)設(shè)備吸收的無(wú)功功率為零。此方案的含意是輸入電流不含諧波—電流是輸入電壓(通常是正弦波)的完美仿形，而且與其同相。在這種情況下，從干線吸收的電流僅為完成所需工作要求的有功功率最小值，這不僅將與功率分配有關(guān)的損耗和成本減至最小，而且還可降低與發(fā)電及其過(guò)程中的主要設(shè)備有關(guān)的損耗和成本。無(wú)諧波也使得對(duì)用同一電源供電的其他設(shè)備的干擾最小。
當(dāng)今許多電源中采用PFC(功率因數(shù)校正)的另一個(gè)原因是為了符合規(guī)范要求。歐洲的電氣設(shè)備必須符合歐洲規(guī)范EN61000-3-2，這是國(guó)際電工技術(shù)委員會(huì)原始文件IEC1000-3-2的歐洲版本。此要求適用于大多數(shù)輸入功率為75W或更高的電器，而且它規(guī)定工頻諧波的最大幅度為39次諧波。雖然此要求在美國(guó)還沒(méi)有確定，但是試圖在全球銷售產(chǎn)品的電源生產(chǎn)商正在設(shè)計(jì)符合此要求的產(chǎn)品。

總諧波失真(THD)及其與功率因數(shù)的關(guān)系
THD定義為等于或高于2次諧波的多次諧波均方根值的平方和的開(kāi)方(均方根值)除以基波的均方根。在公式(1)中，等于或高于2次諧波的均方根值就是除去基波的均方根后的波形均方根值。進(jìn)行如下分析后，功率因數(shù)和THD的關(guān)系就清楚了。分析中的最后等式顯示了電流和電壓同相時(shí)發(fā)生的簡(jiǎn)單關(guān)系。開(kāi)關(guān)電源中基本上就是這種情況，因?yàn)橄辔黄仆ǔ＝咏恪?br/>     (1)
Kd因此  Kd2
可以得出和 Kd
由于PF = Kd