什么是功率因數(shù)補(bǔ)償，什么是功率因數(shù)校正：?

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功率因數(shù)補(bǔ)償：在上世紀(jì)五十年代，已經(jīng)針對具有感性負(fù)載的交流用電器具的電壓和電流不同相（圖 1）從而引起的供電效率低下提出了改進(jìn)方法（由于感性負(fù)載的電流滯后所加電壓，由于電壓和電流的相位不同使供電線路的負(fù)擔(dān)加重導(dǎo)致供電線路效率下降，這就要求在感性用電器具上并聯(lián)一個電容器用以調(diào)整其該用電器具的電壓、電流相位特性，例如：當(dāng)時要求所使用的 40W 日光燈必須并聯(lián)一個 4.75μF 的電容器）。用電容器并連在感性負(fù)載，利用其電容上電流超前電壓的特性用以補(bǔ)償電感上電流滯后電壓的特性來使總的特性接近于阻性，從而改善效率低下的方法叫功率因數(shù)補(bǔ)償（交流電的功率因數(shù)可以用電源電壓與負(fù)載電流兩者相位角的余弦函數(shù)值 cosφ表示）。

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圖 1

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在具有感性負(fù)載中供電線路中電壓和電流的波形

而在上世紀(jì) 80 年代起，用電器具大量的采用效率高的開關(guān)電源，由于開關(guān)電源都是在整流后用一個大容量的濾波電容，使該用電器具的負(fù)載特性呈現(xiàn)容性，這就造成了交流 220V 在對該用電器具供電時，由于濾波電容的充、放電作用，在其兩端的直流電壓出現(xiàn)略呈鋸齒波的紋波。濾波電容上電壓的最小值遠(yuǎn)非為零，與其最大值(紋波峰值)相差并不多。根據(jù)整流二極管的單向?qū)щ娦裕挥性?AC 線路電壓瞬時值高于濾波電容上的電壓時，整流二極管才會因正向偏置而導(dǎo)通，而當(dāng) AC 輸入電壓瞬時值低于濾波電容上的電壓時，整流二極管因反向偏置而截止。也就是說，在 AC 線路電壓的每個半周期內(nèi)，只是在其峰值附近，二極管才會導(dǎo)通。雖然 AC 輸入電壓仍大體保持正弦波波形，但 AC 輸入電流卻呈高幅值的尖峰脈沖，如圖 2 所示。這種嚴(yán)重失真的電流波形含有大量的諧波成份，引起線路功率因數(shù)嚴(yán)重下降。

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在正半個周期內(nèi)（1800），整流二極管的導(dǎo)通角大大的小于 1800 甚至只有 300－700，由于要保證負(fù)載功率的要求，在極窄的導(dǎo)通角期間會產(chǎn)生極大的導(dǎo)通電流，使供電電路中的供電電流呈脈沖狀態(tài)，它不僅降低了供電的效率，更為嚴(yán)重的是它在供電線路容量不足，或電路負(fù)載較大時會產(chǎn)生嚴(yán)重的交流電壓的波形畸變（圖 3），并產(chǎn)生多次諧波，從而，干擾了其它用電器具的正常工作（這就是電磁干擾－EMI 和電磁兼容－EMC 問題）。

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圖 2

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自從用電器具從過去的感性負(fù)載（早期的電視機(jī)、收音機(jī)等的電源均采用電源變壓器的感性器件）變成帶整流及濾波電容器的容性負(fù)載后，其功率因素補(bǔ)償?shù)暮x不僅是供電的電壓和電流不同相位的問題，更為嚴(yán)重???是要解決因供電電流呈強(qiáng)脈沖狀態(tài)而引起的電磁干擾（EMI）和電磁兼容（EMC）問題