pfc电源和开关电源的区别,原理详解-KIA MOS管

pfc和开关电源

PFC“功率因数校正”，功率因数指的是有效功率与总耗电量（视在功率）之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量（视在功率）的比值。基本上功率因数可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因数值越大，代表其电力利用率越高。功率因数是用来衡量用电设备用电效率的参数，低功率因数代表低电力效能。为了提高用电设备功率因数的技术就称为功率因数校正。

PFC电源：主要用于提高功率因数，减少谐波干扰，提升电网效率。功率因数校正（PFC）技术通过调整电流波形，减少电流与电压之间的相位差，从而提高电力利用率。

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：核心功能是高效电能转换，提供稳定的直流输出。开关电源通过控制开关管的开通和关断时间比率，维持稳定的输出电压。

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电路结构

PFC电源：通常包含PFC控制电路和升压电路，结构相对复杂。PFC电路通过电子元器件调整电流波形，提高功率因数。

开关电源：由整流、滤波、开关变换和稳压等模块组成，结构相对简单。开关电源通过高频开关技术控制电能转换，实现高效电能输出。

功率因数

PFC电源：功率因数接近1，电网利用率高。主动式PFC的功率因数通常可达98%以上，而被动式PFC的功率因数在0.7~0.8之间。

开关电源：功率因数较低，通常在0.6-0.8之间。开关电源主要通过控制开关管的开通和关断时间比率来维持输出电压的稳定，但功率因数相对较低。

效率

PFC电源：效率略低，因为PFC电路增加了一定的损耗。主动式PFC的效率虽然高，但整体效率仍低于开关电源。

开关电源：效率较高，通常在85%-95%之间。开关电源通过高频开关技术实现高效电能转换，效率显著高于PFC电源。

应用场景

PFC电源：多用于大功率设备，如服务器、工业设备等，因其能够提高电网效率和减少谐波干扰。

开关电源：广泛应用于消费电子、通信设备等。开关电源以其高效电能转换的特点，适用于需要稳定直流输出的各种电子设备。

pfc和开关电源的区别

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。

整流以后不加滤波电容器，把未经滤波的脉动正半周电压作为斩波器的供电源，由于斩波器的一连串的做“开关”工作脉动的正电压被“斩”成电流波形，其波形的特点是：

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。

2、由于斩波的作用，半波脉动的直流电变成高频（由斩波频率决定，约100KHz）“交流”电，该高频“交流”电要再次经过整流才能被后级PWM开关稳压电源使用。

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。

该高频“交流”电在经过整流二极管整流并经过滤波变成直流电压（电源）向后级的PWM开关电源供电。该直流电压在某些资料上把它称为：B+PFC（TPW-4211即是如此），在斩波器输出的B+PFC电压一般高于原220交流整流滤波后的+300V，其原因是选用高电压，其电感的线径小、线路压降小、滤波电容容量小，且滤波效果好，对后级PWM开关管要求低等诸多好处。

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：

1、连续导通模式（CCM）：开关管的工作频率一定，而导通的占空比（系数）随被斩波电压的幅度变化而变化。

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。

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