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定制開關電源功率因數如何計算

發表時間：2018/7/18 16:36:41  瀏覽次數：1017

? ?關于定制開關電源功率因數的計算問題，在計算方面，仍然是按照功率因數的定義，即：有功功率比視在功率。以其輸入端為準。而在實際上，開關電源的生產廠家們都采用測量的方式，有專用測量開關電源的各種參數的儀器，包括它的功率因數值。由于歷史原因，很多人心目中功率因數的計算公式就是：PF=cos φ。實際上，這個公式只是特定情況下成立，這個前提是：負載是一個非純阻性線性負載。功率因數的真正定義是：PF=有功功率/視在功率。

? ?什么是有功功率呢？有功功率就是負載實際上消耗的功率，計算方法是：P有功=∫u·i。這實際上就是瞬間電壓和瞬間電流相乘之積的平均值。而視在功率的定義是：P視在=URMS·IRMS。和計算有功功率不同，這兒的電流和電壓是分別測量得到的。那么，PF=cos φ這個公式是怎么來的呢？對于交流電機等感性負載（實際上容性負載也一樣，只不過很少見這類負載），電流波形和電壓波形相同，但有一個相位差。

? 對于有相位差φ的電流I：可以分解成一個和電壓同相的分量，幅度為I·cos φ；一個和電壓正交（相差90°）的分量，幅度為I·sin φ。這兩個分量分別與電壓相乘之后求平均值，正交分量和電壓相乘的平均值為零，剩下的就是P有功=P視在·cos φ。在這里，無功電流就是：I無功=IRMS·sin φ。

? ?對于開關電源這類負載，電流波形和電壓波形并沒有明顯的相位差，但電流波形并不是正弦波，這種負載實際上是一個典型的非線性負載。和前面一樣，非正弦波的電流和正弦電壓相乘之后的平均值，可以通過將電流分解成和電壓同頻、同相的分量，以及不同頻率或相位的分量來計算。這里電流波形基本上沒有相位差，但存在大量的諧波分量。把電流波形進行傅里葉變換，得到的一系列諧波分量。其中：只有基頻成分和電壓乘積的平均值不為零，這部分電流就是有功電流；而所有高次諧波分量和電壓的乘積平均值都為零，所以電流的所有高次諧波電流都是無功電流，因為它們都與實際消耗的功率無關，無功電流的總值是所有高次諧波電流的平方和的平方根。