功率因数校正有什么用，开关电源的功率校正（PFC）技术有哪些

功率因数校正有什么⽤，开关电源的功率校正（PFC）技术有哪些

什么是功率因素校正

在电路中存在感性或者容性负载时，会造成电路的电流和电压不同步，产⽣相位差。导致在电

路中出现⽆功功率，⽽实际有效的功率（有功功率P）会减⼩。有功功率才是有⽤的功率，所以

我们必须减⼩⽆功功率。有功功率和⽆功功率之和等于视在功率S。有功功率和视在功率的⽐值

就是功率因室内设计作品 素PF= P/功率因素校正PFC就是提⾼有功功率，减少⽆功功率。

开关电源的为什么要功率因数校正

电路呈现容性负载时，电压就会滞后电流，你可以想象电容成⼀个⽔罐，电流如同⽔流⼀样流

进⽔罐，⼤⼩不变，电容像⽔罐，电压如同⽔罐中⽔位，慢慢升起来，相当于电压⽐电流慢。

⽽电路呈现感性负载时，电感如同阀门⼀样，限制了电流，相当于电流⽐电压慢。开关电源

（AC-DC）⼀般都有整流桥和⼤电容整浏览器修复 流滤波，其电路⼀般呈现容性负载。当输⼊电压⼤于⼤

电容的电压时，才有电流热闹的近义词是什么 流过整流桥⼆极管，也就是电流导通时间⼩，电流波形畸形状态，不

同电压同步，如果不进⾏功率因素校正（PFC），功率因素低，有功功率⼩。输⼊电流变⼤

（相对于功率因素⾼的电路），增加电⽹损耗，其次电流是畸形波，不是正弦波，电⽹的谐波

（THD）成分也会增⼤。为了保护电⽹，开关电源有功率因素要求。⼤功率开关电源必须要功

率因素校正，⼀般来说⼤于75W，需要功率因素校正。

开关电源的功率因素校正技术有哪些

1. ⽆源PFC

也叫⽆源PFC，⽆源PFC，因为开关电源呈现容性，需要⼀个电感来校正或者采⽤其他阻容器

件来降低容抗。使得电路接近纯阻抗。在这⾥我们主要说的⽆源电感，这个电感采⽤矽钢⽚做

的，体积⽐较⼤，发热⼤，成本低。⼀般才⽼式的台式机电源上⽤得⽐较多，主要为了节省成

本，对电源的体积没有要求。

2. 有源PFC

什么是有源，就是采⽤了晶体开关管，产⽣了开关动作，其实这只是⼯程师们的⼀个称谓，也

不太正确。有源PFC电路就是采⽤控制IC，MOS，电感等器件来做的⼀个升压电路。为什么要

升压线路，不能降压线路吗，这个问题可以⾃⾏考虑和试验。有源PFC（APFC）的线路⼀个重

要的特征是把低频转为⾼频。⼀般输⼊交流频率50漫画插图 Hz，⽽APFC的开关频率能达到50kHz，在

⼀个交流周期内开关多次（没有APFC时，⼀个交流周期内，只有当整流桥⼆极管正向导通时才

有电流流过，电流波形呈现尖峰畸形），使得电流跟随了电压，达到电流和电压同步，从⽽提

⾼了功率因素和减少了谐波。有源PFC现在的成本应该说⽐⽆源PFC还要低了，功率因素⾼达

99%，谐波在10%以下。现在的线路都⽐较简洁了。

有源PFC及其分类

1.按照电感电流模式不同分为：断续模式PFC（DCM），临界模式PFC（CRM），连续

PFC（CCM）。

A. 断续模式PFC（DCM），指的是电感电流断续，⼀般在⼩功率，100-300W中使⽤，断续模

式可以采⽤Z鸡肾的功效与作用 CD技术，开关管在波⾕开通，减⼩开关损耗。PFC升压⼆极管采⽤快恢复管，可

以选择Vf⽐较⼩的。很多⼚家都有DCM控制IC，线路很简单，控制稳定，效率也较⾼，缺点是

电感峰值电流⼤。电感要采⽤低磁导率的铁氧体较好，奉献的意思 避秦桧的下场 免饱和，或者采⽤很⼤截⾯积的磁

芯。相当于⼀个boost升压IC，控制IC的⼚家很多：TI，ST，MPS，NXP，通嘉等。

B. 临界模式的（CRM），可以看做是D艺术文字 CM的⼀种，⽤临界模式的在轻载或进⼊DCM，⼀般在

重载时CRM，但是功率也做不⼤，⼀般在300W左右。如果要做⼤，峰值电流会很⼤，电感容

易饱和，必须要感量减⼩，⽓隙磨的很⼤，也需要采⽤低磁导率的铁氧体。在设计电感中，可

以⽤DCM的电感设计。

C. 连续PFC（CCM），顾名思义，电感电流是连续的，适合⽤在300W以上的电源。电感的峰

值电流就较⼩，CCM的电感可以采⽤磁导率⾼铁硅铝的，体积⼩和散热好。但是它要求PFC⼆

极管反向恢复时间短，所以PFC⼆极管采⽤碳化硅的⽐较多，特别是为了提⾼效率，降低温

度。碳化硅的反向恢复时间很短，Vf⼜⼩，适合⽤在CCM PFC线路中。控制IC⼚家有

infineon，ON等。

2.按照控制⽅式分：单个PFC和交错式PFC

A. 单个PFC就是⼀段PFC，⼀段PFC在功率⼤了之后，会出现功率器件和磁性器件都要选很

⼤，这样在器件选择⽅⾯和电源空间设计⽅⾯有难度。

B. 交错式PFC，为了解决单个PFC控制的痛点，就出现了交错式PFC，⽤两段式PFC或者红楼梦葬花吟原文 多段

式PFC，把PFC的功率分摊到多个PFC上，这样功率器件和磁性器件都可以⽤⼩。适合于超薄

⼤功率电源，想LED，电视机，教育会议机，服务器，通信电源等类型的电源。TI和ON的交错

式PFC⼀般都是180两段式交错，Shindengen交错式PFC的是可以多段式交错式。三段，四段

都可以英游 ，，采⽤的控制⽅法是跟随错相。本⾝单个IC是临界模式的，效率相对于CCM的⾼，控

制线路简单。适合于300-2000W的开关电源。

详细的PFC电路设计，在后续中会讲到，敬请期待。