一文搞懂PFC（功率因数校正）

功率因数校正：从历史到现代的技术革新

上世纪五十年代，感性负载的广泛应用导致供电效率大幅下降。为解决这一问题，功率因数补偿技术应运而生，通过并联电容器，巧妙地调整电压和电流相位，使其特性趋向于理想阻性负载，从而提升效率。

然而，随着80年代开关电源的普及，滤波电容的引入带来了新挑战。它们产生的非正弦波形电流不仅导致电流波形失真，还引发了谐波和电磁干扰（EMI和EMC）。这时，现代PFC技术崭露头角，它通过追踪和同步电压波形，使得电流与电压保持同相，从而解决这些问题。

PFC的门槛与重要性

对于功率超过85W的容性负载，必须采用PFC电路进行校正，以确保其接近阻性负载的性能，确保供电系统的稳定性和效率。

无滤波电容的整流电路中，电流波形的失真不仅降低了效率，还可能引发严重的电磁干扰。通过图5和5B，我们可以清晰看到二极管全波整流电路的作用，以及负载和滤波电容如何影响电流和电压波形，进而影响供电线路的压降和电磁兼容性。

有源PFC技术通过在整流后增加DC-DC斩波电路，将直流电转换为高频交流，再整流和滤波，以提供纯阻性负载，显著改善功率因数。无源PFC则依赖电感来平滑电流波动，虽不能完全消除畸变，但对电磁兼容有显著提升。

PFC的核心组件是斩波器，它利用整流后的未滤波电压作为工作电源，产生断续的高频电流，频率通常在100kHz左右。PFC的主要目标是提升功率因素和电磁兼容性。根据负载功率，PFC有CCM（250W-2000W）和DCM（250W以下）两种工作模式。

尽管PFC设计成本相对低廉，且无导通损耗，但它的运行可能会引发EMI问题，因此需要精确的滤波器来确保系统性能。随着电子设备的不断进步，PFC技术将在电磁兼容和能源效率方面扮演越来越关键的角色。

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