新手讲解 功率因数的概念解释

PFC在电路中的作用是对电力的应用程度进行有效测量的关键参数。那么功率因数究竟是如何产生的呢？本文就将为大家讲解功率因数的产生过程，感兴趣的朋友快来看一看吧。

通过整流桥矫正后直流电被输入到PFC电路。而在讨论PFC（功率因数校正）电路之前，还是先来简单的了解一下什么叫做“功率因数（PF）”吧。

功率因数（PF）是指，实际功率（有效功率）与视在功率（表观功率）的比率（kW/kVA），而都知道，功率P等于电压与电流的乘积（P=V×I）。另外，在电路中会存在着最基本的两种电路负载，一种为“电阻（由电源中各种电阻构成的电路负载）”，另外一种为“电抗（由电源中电感线圈和电容构成的电路负载）”。

如果整个电路都是线性负载（电路阻抗为恒定常数的负载），那么电源电压和电流都将会呈现为正弦曲线，并且相位相同。而如果在这个纯电阻电路中，那么电压和电流都会在同一时刻逆转极性，那么也就是说，在每一时刻，电压与电流的乘积都为“正”。也就是说，在电路中，没有“反方向（负极方向）”的能量移动，而此时所产生负载功率才被称为“实际功率”。

图1

纯电抗电路负载

而在一个纯电抗负载电路中，电压和电流之间会产生一定的是时间差，也就会出现相位差（最大理论值为90度，一般情况多为45度），那么电压与电流的乘积，就不一定每一时刻都为“正”了。在第一个半周期内，能量为“正”，另外一个半周期内能量为“负”，那么就是说，前半周期电源从电网中获取能量，而在后半个周期内，这些能量又会回流到国家电网中。所以如果按照一个周期计算，那么电源获得的能量会为“零”，没有能量。

图2

电阻电抗混合电路负载

上面的两种描述都是纯理论的理想状态。但在实际应用中，电路中会有大量的电阻、电感和电容，在同一时刻都会有负载，也就会产生不同方向的“能量”。因此，所有的正向能量，我们称其为“实际功率”，而反向回流电网的能量则称之为“无用功率”，那么“实际功率”与“无用功率”的综合，就是之前我们所说的“视在功率”。