閑話說 APFC

ID:1100060 · 發表于 2024-8-4 23:54

功因，是供求關系，供求關系如果恒定，功因就是1。
負載，按類型可分為感性、容性、反電勢、純阻性及非線性，按表現可分為單調性與擾動性。
APFC，意思是有源式功率因數調控器，從圖中可見，APFC通常作為代電(電池)器或穩壓器，但實際上，鎖定功因，令電網不論帶甚么負載，功因都是1，這才是它的正職！
還有兩點必須清楚，①整流子必須橋式，不能用半波整流，除非你用的APFC是兩套，②這電容連接的，實際上仍是電網，想要得到純直流，平波電容仍須根據市電頻率來取值。

ID:1100060 · 發表于 2024-8-7 23:29

恒頻斬波，其實只是鎖定了相移功因，市電負荷不連續，波形功因上不去，總合功因是不能達到1的，
所以，APFC必須帶負載而且運行于連續模式，①APFC的負載只由平波電容供電，不能讓電網摻和，②負載既是電感唯一的續流通道，同時也保證電感對電網只是斷續掛載，那么，平波電容的電壓必須高于電網電壓峰值，透過D5使電感在開關管關斷被堵截。

ID:69408 · 發表于 2024-8-8 11:59

我的UPS里面有這個電路的，一直沒有弄清楚工作原理的呢！

ID:1100060 · 發表于 2024-8-11 09:00

電子電路，絕大多數是需要純直流供電的，
能為boost拓撲所用的，同樣也是直流，不過，這直流可直接從市電攝取而完全不用「濾」波，
想要讓功因受控，就不能讓任何「濾」波環節摻和，boost拓撲有增壓作用，但在APFC中的賣點并非增壓，而是電路跟電網直連，沒有濾波網絡的介入。

ID:1100060 · 發表于 2024-8-11 11:02

Q1的開關動作，鎖定了電網負荷的時間點(相移功因)，亦為供求關系(波形功因)定下了基調，剩下的就是利用負載通道讓電網負荷得以連續，
boost是開關電路，可電源不是純直流的啊，跟一般的電容濾波整流電源相比，平波電容所受的補給雖然近似連續，但始終并非等幅波而是工頻包絡，所以，平波電容的容量還得要比一般開關電源大。

ID:1100060 · 發表于 2024-8-14 13:15

電池給出的，是純直流，
代電器代誰的電，是電池嘛，不濾波，DC_output 能平直嗎？！
代電器的濾波方式，來來去去就是電感、電容、LC、RC 那么四種，
無源濾波，功因最高的是LC；至于有源濾波，我發覺，想要高功因，還得靠電容！

功率因數，是電源與負載的供求關系，是瞬時電流與瞬時電動勢的比例關系，
功因控制，卻是建基于負載壓降跟電源電流的相互關系，想要功因可控，這相互關系就應該是〖解耦〗的，
①改變負載的伏安特性，可改變供求關系，②把恒壓源變換成恒流源，則可使電源輸出不受負載影響，APFC的原理，相當于方案②。

濾波，如果沒有電容，則DC_output是以電流建立的，電網內的電流是跟負載壓降掛鉤的，這樣，負載紋波跟電網功因可就無法兼顧！
電容存貯的是電勢能，即使電流劇變甚至斷斷續續，電壓還是「不能突變」，這意味著，負載壓降跟電網電流的關系是〖解耦〗的，電網電流波形可以單獨受控，給主動式功因控制提供了舞臺！

ID:1100060 · 發表于 2024-8-17 00:33

熒光燈啟輝器，通常是跟電感配套的，
boost電路的用法及效果，其實跟熒光燈啟輝器類同，
APFC，中文名為〖主動式功因控制〗，這電路，可鎖定功因，但本質上，它其實應該視之為〖電子負載〗器，
它不像電容那樣能夠搭載無功，所以，它只能獨善其身而不能兼濟天下，對電網功因起不了「補償」作用，當然，如果全世界的電器設備都預裝APFC的話，電網就犯不著施加任何功因補償，
焦耳小偷、白光LED電筒、直流增壓器、APFC，這些功能，都可透過boost電路來實現，這電路，你不加電容試試，只要有負載而且這負載能導電，電源里頭的電流就是連續的，不管電源是不是純直流！
電子濾波器，其實就是以電容取代基本版(無控式)串聯穩壓器的穩壓管，APFC的功因，Q1說了算，功因高而且不受負載影響，作為代電器，它所起的其實亦就是電子濾波器 (有電容器才行) 的作用。

ID:1100060 · 發表于 2024-8-17 01:23

相移功因的矯正，一個電容并聯下去立即搞定，簡單粗暴，
但波形功因就難纏多了，幾乎可以說，只有動用有源器件才能擺平，
矯正相移功因的電容器，從功能上說，是個無功庫，減輕電網的無功負荷，但按身份屬性而言，它是假負載！
控制功因，不光是「做好自己」，而是對環境的干預，倘若你真要把APFC當成補償電容來用，你就必須引入功因監測機制，讓Q1受到電網功因信息的控制，但壞處顯而易見，就是會增加電網在某些瞬間的有功負荷，
如果把電器設備作為boost電路的負載，則電網的功因只由這APFC敲定，電器設備吃電如常，但對電網功因的影響被隔離，那就不需對電網添加額外的功因矯治措施了；至于平波電容要不要，就視乎負載的需求。

ID:1100060 · 發表于 2024-8-17 01:31

發表于 2024-8-8 11:59
我的UPS里面有這個電路的，一直沒有弄清楚工作原理的呢！

如果它是緊接整流子而且不濾波的，就是APFC，否則，它就是作直流增壓器之用。

ID:344848 · 發表于 2024-8-17 08:24

簡單的說，它是DC/DC升壓電路中的一種特例！

ID:1100060 · 發表于 2024-8-31 09:27

SVC，可算是APFC的前輩，
不過，SVC是有源逆變，可提供容性無功，而APFC則是「結界」，負載的無功不會進入電網，
APFC由于只能獨善其身，故至今還未能讓SVC「退役」，而且，像圖中這種原理級的電路，是單行道，只能像線性穩壓那樣充當代電器，無法做到能量返還。

ID:1100060 · 發表于 2024-8-31 10:08

有說，boost并非APFC的唯一，那好，至少是首選吧？！
此電路，如果把Q1裁掉，就回退為爛大街老掉牙的電容平波的代電器，L仿如導線一根，充其量像磁珠那樣衰減射頻雜訊而矣，而D5亦可「歸隱」去也，
當Q1動起來時，其電流跟電網電動勢的比例關系即告敲定，L滅磁時，釋出的電流是跟Q1電流一樣大的，所以，只要有負載，電網內的電流就能既連續又平滑，
而負載壓降高于電網電動勢，則是L得以順利滅磁的條件，所以，負載的阻值是不可太低的，至于電容，像白熾燈或電熱棒這類只看有效值，不計較波形的負載，C省掉也無妨，功因，是Q1說了算的。

ID:1100060 · 發表于 2024-8-31 11:33

市電，是恒壓源，電網透過整流子跟電容連接，就只能在峰值時才有負荷 (近似短路)，
想要矯正電流波形，在過去，用電感輸入型的LC濾波是最佳選擇，但適合它的負載，必須是指定數值的純電阻，簡直不要太挑食了吧，
跟其他無源濾波比較，當負載合適時，電網內的電流是跟電動勢同步的，合乎功因改良的意愿，實乃LC濾波的不二之選，可惜，那扼流圈和「大水庫」的重量及體積，于今實在不合時宜，
替代LC濾波的辦法，就是把市電改性為恒流源，這樣做，平波電容的充電電流，就是依循正弦規律的，而APFC的操作，正好就有這此效果，而這恒流輸出，使得電網負荷被固定，功因就鎖定了，
三極管不像雙向可控硅那樣能吃交流電，開關電源的使用場景，絕大多數是直流，而那些負載需要的，同樣絕大多數是純直流，欲使輸出平直光滑，電容自然逃不掉，
電池給出的電，既平直又寧靜，在電池上串個大功率白熾燈或幾個二極管 (加個跟它們并聯的按鈕)，當你每秒點擊那按鈕一百次，DC_output是不是也跟著每秒蹦噠一百次呢，工頻紋波不就這樣形成的嗎，可要知道，為了取得對功因的絕對掌控，APFC的Q1必須跟整流子直接耦合！

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閑話說 APFC

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