功率因数校正器(PFC)在电源应用中的重要作用

传统的离线开关模式功率转换器会产生带高谐波含量的非正弦输入电流。这会给电源线、断路开关和电力设施带来压力。此外，谐波还会影响连接同一电源线的其他电子设备。在应用于开关模式电源之前对输入电流整形的有源功率因数校正器(PFC)可以解决这个问题。

自从欧盟建立了针对电子设备的EN61000-3-2标准和A14修正案以来，PFC变得更为重要。该标准规定允许ac线电流谐波。规定视输入功率、产品类型和特定的谐波而有所不同。原始设备分类和A14修正案分类列表见下表。

人们最感兴趣的是D类规定，因为它涉及了PC、计算机监视器和电视接收器。其他设备只需满足A类规定。为了了解PFC如何工作，我们首先来看一下功率因数的基本概念。功率包括两部分：实际功率(W)和视在功率(伏安或VA，vars =无功功率，而不是总VA)。当纯正弦波施加于阻性负载和无功负载时，功率因数的矢量关系为：

其中cosθ = 电压与电流之间相位角的余弦值;

Vin = RMS输入电压

Iin = RMS输入电流

无功负载可以是电感性或电容性的，以产生分别具有延迟(正)或超前(负)电压的相位角的电流。如果视在功率相对于实际功率非常高的话，则功率因数趋近于零。但如果视在功率等于实际功率，则相位角为零且功率因数为1。因此，PFC的目标之一是使功率因数尽可能接近于1，以使负载尽可能接近纯电阻性负载。