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PFC电源与开关电源的区别,这篇文章终于讲清楚了!

计算机开关电源是一种电容输入型电路,其电流和电压之间的相位差会造成交换功率的损失,此时便需要PFC电路提高功率因数。目前的PFC有两种,一种为被动式PFC(也称无源PFC)和主动式PFC(也称有源式PFC)。

被动式PFC 02

被动式PFC一般分“电感补偿式”和“填谷电路式(Valley Fill Circuit)”

“填谷电路式”属于一种新型无源功率因数校正电路,其特点是利用整流桥后面的填谷电路来大幅度增加整流管的导通角,通过填平谷点,使输入电流从尖峰脉冲变为接近于正弦波的波形,将功率因数提高到0.9左右,显著降低总谐波失真。与传统的电感式无源功率因数校正电路相比,其优点是电路简单,功率因数补偿效果显著,并且在输入电路中不需要使用体积大重量沉的大电感器。

PFC相关专业术语:[1]

功率因数修正器

功率因数修正器

功率因数控制

大多数人也许会给出这样一个答案:“工业用电是要创造价值,进行商业盈利的;其次就是工业设备污染环境比较多;再次就是工业用电的传输成本高。”这个答案说明了一些问题,但是如果您具备专业知识,或者通过前面的学习,了解了什么是功率因数,那么您肯定能给出更专业的答案:“工业中使用的用电设备多为电感或电容性设备,其功率因数相对居民用电设备的功率因数较低,造成了电网中无功功率较高,电力公司需要多发电来维持这个无功功率,浪费了这部分的电能,所以工业用电用户就需要为这部分浪费的电能买单。”

下面让我们看看供电公司和工业用电用户都是怎么样做的吧。

对于供电方,最简单的方法就是提升送电电压,也可以在各个中央变电站、输送网络中,添加功率因数校正设备,提升整个电网本身的功率因数,减少输送损耗,如图2所示。

对于工业用电的使用方,可以在低功率因数负载电路中,增加功率因数校正设备,或者使用高功率因数的负载,如图3所示。

开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新。目前,开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。

开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器,电子冰箱,液晶显示器,LED灯具,通讯设备,视听产品,安防监控,LED灯带,电脑机箱,数码产品和仪器类等领域。

现代开关电源有两种:一种是直流开关电源;另一种是交流开关电源。

直流DC/DC转换器按输入与输出之间是否有电气隔离可以分为两类:一类是有隔离的称为隔离式DC/DC转换器;另一类是没有隔离的称为非隔离式DC/DC转换器。

非隔离式DC/DC转换器,按有源功率器件的个数,可以分为单管、双管和四管三类。

隔离式DC/DC转换器在实现输出与输入电气隔离时,通常采用变压器来实现,由于变压器具有变压的功能,所以有利于扩大转换器的输出应用 范围,也便于实现不同电压的多路输出,或相同电压的多种输出。

非隔离式转换器与隔离式转换器的组合,可以得到单个转换器所不具备的一些特性。

DC/DC转换器也可以分为自激式和他控式。借助转换器本身的正反馈信号实现开关管自持周期性开关的转换器,叫做自激式转换器,如洛耶尔 (Royer)转换器就是一种典型的推挽自激式转换器。他控式DC/DC转换器中的开关器件控制信号,是由外部专门的控制电路产生的。

硬开关DC/DC转换器的开关器件是在承受电压或流过电流的情况下,开通或关断电路的,因此在开通或关断过程中将会产生较大的交叠损耗,即所谓的开关损耗(Switching loss)。当转换器的工作状态一定时开关损耗也是一定的,而且开关频率越高,开关损耗越大,同时在开关过程中还会激起电路分布电感和寄生 电容的振荡,带来附加损耗,因此,硬开关DC/DC转换器的开关频率不能太高。软开关DC/DC转换器的开关管,在开通或关断过程中,或是加于其上的电压为零,即零电压开关(Zero-Voltage-Switching,ZVS),或是通过开关管的电流为零,即零电流开关(Zero-Current·Switching,ZCS)。这种软开关方式可以显着地减小开关损耗,以及开关过程中激起的振荡,使开关频率可以大幅度提高,为转换器的小型化和模块化创造了条件。

基本组成:

1、主电路

输入滤波器:其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。

逆变:将整流后的直流电变为高频交流电,这是高频开关电源的核心部分。

2、控制电路

3、检测电路

4、辅助电源

主要分类:

320W单组开关电源

边开发开关变频技术,两者相互促进推动着开关电源每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。开关电源可分为[**]C/DC和DC/DC两大类。

开关电源正在走向大众化,微型化。开关电源将逐步取代变压器在生活中的所有应用,低功率微型开关电源的应用要首先体现在,数显表、智能电表、手机充电器等方面。现阶段国家在大力推广智能电网建设,对电能表的要求大幅提高,开关电源将逐步取代变压器在电能表上面的应用。

反转式串联开关电源与一般串联式开关电源的区别是,这种反转式串联开关电源输出的电压是负电压,正好与一般串联式开关电源输出的正电压极性相反;并且由于储能电感L只在开关K关断时才向负载输出电流,因此,在相同条件下,反转式串联开关电源输出的电流比串联式开关电源输出的电流小一倍。

PFC电源与开关电源的区别是什么 04

在PFC开关电源当中,开关稳压电源是非常重要的一个组成部分。PFC当中的开关稳压电源功能和普通的开关稳压电源的区别并不巨大,只是在供电上有所区别。普通的开关稳压电源需要220V整流供电,而PFC稳压开关电源是由B+PFC供电。

1、电流波形是断续的,其包络线和电压波形相同,并且包络线和电压波形相位同相。

3、从外供电总的看该用电系统做到了交流电压和交流电流同相并且电压波形和电流波形均符合正弦波形,既解决了功率因素补偿问题,也解决电磁兼容(EMC)和电磁干扰(EMI)问题。

目前PFC开关电源部分,起到开关作用的斩波管(K)有两种工作方式:

2、不连续导通模式(DCM):斩波开关管的工作频率随被斩波电压的大小变化(每一个开关周期内“开”与“关”时间相等)。

功率因素校正开关电源中的PFC开关电源部分和PWM开关电源部分的激励部分均由一块集成电路完成,一块IC可以完成设计。