什么是功率因數（PFC）？無源PFC和有源PFC區別在哪？

什么是功率因數（PFC）？無源PFC和有源PFC區別在哪？

功率因數（Power Factor，縮寫為PF）指的是電路中有效功率與視在功率之比。在直流電動力學中，功率因數等于1，這是因為直流電源的電壓與電流相位一致。而在交流電動力學中，由于存在電阻、電感和電容等元件，電壓和電流不再同相，從而導致視在功率大于實際有用功率。因此，功率因數會小于1。低功率因數會浪費電能、增加線路電阻和損失、影響設備壽命，甚至可能導致電路崩潰。

為了解決這個問題，人們發明了功率因數校正（Power Factor Correction，縮寫為PFC）技術。功率因數校正技術可以通過控制電路中電壓和電流之間的相位差，使視在功率等于或接近實際有用功率，從而提高電氣設備的效率和可靠性，并降低能源消耗和費用。

根據不同的實現方式，功率因數校正技術可以分為無源PFC和有源PFC兩種類型。

無源PFC（Passive Power Factor Correction）是一種基于電感和電容的被動式校正技術。它通過串聯電感和并聯電容，使電路中電壓和電流之間成為同相，從而提高功率因數。無源PFC的工作原理是利用電感和電容的相位差，來補償負載和線路中的無功功率消耗。具體來說，電感元件可以抵消負載和線路中的電容貢獻，而電容元件可以抵消負載和線路中的電感貢獻。因此，通過合理選擇電感和電容參數，可以實現功率因數的校正。無源PFC的優點是成本低、結構簡單、可靠性高、維護方便。其缺點是效率低、調整范圍小、容易受到負載變化和電網變化的影響。

有源PFC（Active Power Factor Correction）是一種基于電子元件的主動式校正技術。它通過控制電路中的開關器件，實現電壓的調整和電流限制，從而使電路中電壓和電流之間成為同相，進而提高功率因數。有源PFC通常采用開關電源和直流-直流轉換器作為核心元件。當電路中的電流和負載發生變化時，有源PFC可以自動調節輸出電壓和電流，以保持功率因數的校正效果。有源PFC的優點是效率高、調整范圍大、適應性強、穩定性好。其缺點是成本高、結構復雜、可靠性低、維護困難。此外，由于有源PFC的電路需要控制開關器件的通斷時間，會產生一定的高頻噪聲和電磁干擾。

總之，功率因數是電路重要的量化指標，功率因數校正是提高電氣設備能效的關鍵技術之一。無源PFC和有源PFC是常見的兩種功率因數校正技術，它們各有優缺點。針對具體的電路設計和應用環境，需根據實際需求選擇合適的功率因數校正技術。