什麼是功率因數校正

在由交流電源接受電力的設備中,使輸入電流接近與電壓同形狀、同相位的正弦波,讓功率因數接近1的電路(PFC電路)。一般的方式是在整流後放置升壓轉換器,控制開關使輸入電流與整流後的電壓成正比,輸出為高於輸入電壓最大值、約380~400 V的直流。用來減少僅以電容平滑之整流電路所產生的諧波電流,後級的隔離型DC-DC轉換器再由此直流產生所需的電壓。

日文名稱: 力率改善回路

「功率因數校正」出現在2領域的6道練習題中(功率半導體, 電力電子電路等)。

這個名詞所屬的領域: 電力電子電路

練習功率因數校正的題目

關於電源電路所使用的功率因數校正(PFC)電路之目的,下列何者正確?

  1. A使輸出電壓變為2倍
  2. B增加電源的雜訊
  3. C將輸入電流的波形整形為接近電壓的正弦波,使功率因數趨近於1
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正確答案:C. 將輸入電流的波形整形為接近電壓的正弦波,使功率因數趨近於1

在以電容平滑的簡單整流電路中,輸入電流僅在峰值附近以脈衝狀流通,功率因數降至0.5~0.7左右,諧波會對電力系統造成不良影響。PFC電路以升壓截波器等將輸入電流控制為與電壓同形的正弦波,使功率因數提高到0.95以上。在日本與歐洲,對一定功率以上的設備有諧波規範,因此PFC被內建於電腦電源與LED照明等產品中。

在可使用交流100~240 V之電源的升壓型功率因數校正電路(PFC電路)中,常把輸出直流電壓設定在380~400 V左右,其理由正確的是下列何者?

  1. A輸出直流電壓設定得越高,功率因數就超過1而越大,能使輸入電流更小
  2. B升壓轉換器只能輸出高於輸入的電壓,因此輸出必須高於輸入電壓的最大值(240 V有效值時約339 V)
  3. CPFC電路是降壓轉換器的架構,因此使輸出直流電壓低於輸入的最大值,以保護後級的隔離型轉換器與平滑電容免於過電壓
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正確答案:B. 升壓轉換器只能輸出高於輸入的電壓,因此輸出必須高於輸入電壓的最大值(240 V有效值時約339 V)

升壓型功率因數校正電路以整流後的脈動電壓為輸入,控制開關使輸入電流成為與電壓同形狀的正弦波。升壓轉換器無法輸出低於輸入的電壓,因此輸出直流電壓必須始終高於輸入電壓的最大值。240 V有效值的最大值為 √2 × 240 ≈ 339 V,因此留有餘裕設定在380~400 V左右。這個直流電壓再由後級的隔離型DC-DC轉換器轉換成所需的電壓。

解析中的「功率因數校正」

出現「功率因數校正」的題目(6題)

  1. 關於電源電路所使用的功率因數校正(PFC)電路之目的,下列何者正確?
  2. 在可使用交流100~240 V之電源的升壓型功率因數校正電路(PFC電路)中,常把輸出直流電壓設定在380~400 V左右,其理由正確的是下列何者?
  3. 關於超接面(SJ)MOSFET的特徵,下列何者正確?
  4. SiC蕭特基能障二極體被用作逆變器等的續流二極體,其主要優點為下列何者?
  5. 輸出比輸入更高之直流電壓的DC-DC轉換器為下列何者?
  6. 在輸入電流不是正弦波而含有大量諧波的電源裝置中,即使電流的基本波與電壓同相,功率因數也不為1,其理由正確的是下列何者?

出現這個名詞的比較

相關名詞

升壓轉換器 整流電路 功率因數 有效值 DC-DC 轉換器 超接面 MOSFET 空乏層 導通電阻 SiC(碳化矽) 蕭特基位障二極體

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