一、缘由:
近年来,由于电子、计算机产品已十分 普遍,同时,环保意识亦日益受到重视,因此对于电子、计算机产品耗电电流所产生谐波电流,亦视为欲改善的项目。一般电子、 计算机产品的电源,除使用电池外,均来自市电,由于其电源之电路结构为使用二极管 整流、滤波后再经电流转换电路,如图一所 示,因而造成虽然输入电压波形为正弦波 , 但输入电流波形却为脉冲式波形,由整流二极管与滤波电容器所组成的电路,造成为交流电压的瞬时值大于滤波电容器的电压时, 整流二极管才导通,所以形成仅在输入电压的峰值大于滤波电容器上的电压值时,才能输入电流造成输入脉冲电流波形的现象,故形成谐波电流及功率因数偏低(一般为0.6 〜 0.7) 的结果。
上述的结果与理想的无谐波电流(功率因数为1.0) 有明显的差异,导致用电效率的降低,如表一内,一般电源供应器从1440VA 容量之市电中其功率因数为0.65 ,到负载可 用之功率为702W ,但具有PFC 能力的电源供 应器,其输入功率因数可达0.99 ,到负载可 用之功率为1015W 。另外欧洲CEMARK 己明 文要求超过300W ( 日后还要降低)耗电量的 产品,必须符合其谐波电流限制之要求,也 就是需提高功率因数(约至0.95 以上)才能符 合CE 要求,也才能在欧洲销售。目前除欧洲对外,其余国家亦正研拟将这些要求列入法 规中,因此要求降低电源电流谐波,提高功率因数已是全球的环保趋势。
( 表一) 典型的电源供应器输入电路与波形
表一系以传统的整流滤波电路与PFC 校正 电路的电源供应器之比较,在一个传统的15A 、 120V 市电电路中,UL 规定在15A 断路器之容量下其连续RMS 电流值,必须低于12A ,才能符合 UI 的安规要求,因此只有1440VA 的容量可使用, 于考虑一般的能源转换效率及差劲的功率因数 后. 得到仅有702W 的功率能转换到负载上,( 1440*0,75*0.65= 702W) ,然而有PFC 前端 电路之电源供应器,便能提升到1015W 的功率 转到负載上,
故由此可看出, 提升设备功率因数. 便能提升用电效率及减少电流谐波干扰,进而减缓对新电厂的需求, 对于日益重视环保的趋势下,确有其意义。