最好校正一下“功率因數(shù)”！

智能電表的部署正在全球范圍內(nèi)如火如荼地開(kāi)展。通常，像你我這樣的消費(fèi)者只支付為空調(diào)以及支持互聯(lián)網(wǎng)功能的大屏幕高清電視等所有家用電器供電所用的電量（kWh：千瓦時(shí))。但事實(shí)上，對(duì)于所有不支持功率因數(shù)校正 (PFC)的設(shè)備來(lái)說(shuō)，從插座消耗的電能要高得多，得用千伏安時(shí) (kVAh) 來(lái)表示。而這之間的成本差異則由公用事業(yè)公司慷慨承擔(dān)了。

智能電表即可測(cè)量我們消耗的 kWh，也可測(cè)量公用事業(yè)公司最初產(chǎn)生及輸送的 kVAh。值得注意的是這些智能設(shè)備能夠顯示我們不好的消費(fèi)習(xí)慣。我們最好盡快校正功率因數(shù)，以免電力公司醒悟過(guò)來(lái)決定向我們索取他們應(yīng)得的那份利益。

免受公用事業(yè)公司“復(fù)仇”之苦的一個(gè)辦法是使用TI 全新功率因數(shù)校正控制器UCC28180。該產(chǎn)品在連續(xù)導(dǎo)通模式下工作，支持從幾百瓦到數(shù)千瓦的寬泛功率級(jí)，進(jìn)而可用于廣泛的家庭及辦公電器設(shè)備，例如電視、空調(diào)、大面積照明、投影儀、工作站，以及工業(yè)／IT 基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境（包括用于過(guò)程自動(dòng)化的電源、可編程邏輯控制器、網(wǎng)絡(luò)／電信領(lǐng)域的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器以及蜂窩基站等）。

采用UCC28180實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正主要分為“有源”PFC 控制和“無(wú)源”PFC 控制。

“有源”PFC 控制使用一個(gè)開(kāi)關(guān)模式電源轉(zhuǎn)換器。“無(wú)源”PFC 控制只需將無(wú)源電氣組件（我們優(yōu)良的舊電感器與電容器）插入電氣設(shè)備前端。

盡管組件數(shù)量可能會(huì)增加，但通過(guò)從無(wú)源 PFC 控制轉(zhuǎn)為有源 PFC 控制，可顯著節(jié)省總體設(shè)備成本，縮小尺寸，并減輕重量。一個(gè)典型實(shí)例就是用于數(shù)千瓦商用空調(diào)機(jī) (A/C)。在這種情況下，無(wú)源 PFC 電感器的尺寸和重量都非常大，制造商不得不將其固定在底座上，并將連接它的配線添加至驅(qū)動(dòng)主壓縮機(jī)和電機(jī)的其余電子設(shè)備部分。采用具有高頻率開(kāi)關(guān)的有源 PFC 方案，電感器的尺寸和重量便可縮小數(shù)倍，從而可降低電磁元件的成本。此外，從機(jī)械設(shè)計(jì)角度來(lái)看，還可將電感器直接安裝在主電子設(shè)備電路板上，以降低專用裝配成本。

UCC28180可在低至 18kHz 的低開(kāi)關(guān)頻率下正常工作，有助于使用高效率大電流 IGBT 電源開(kāi)關(guān)在數(shù)千瓦范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)比功率 MOSFET 更優(yōu)異的性能。

與此同時(shí)，隨著 SiC MOSFET 和 GaN HEMT 等全新電源器件的推出，UCC28180可支持高達(dá) 250kHz 的開(kāi)關(guān)頻率，能夠幫助您兌現(xiàn)寬帶隙電源半導(dǎo)體的一貫承諾，為電源實(shí)現(xiàn) 50+W/in³和 98+% 的最佳峰值效率。

總諧波失真 (THD)如今已成為功率因數(shù)校正控制器應(yīng)用中的必要性能參數(shù)。簡(jiǎn)言之，該參數(shù)代表著由剩余諧波之和表示的部分基本 AC 輸入線路電流諧波 (47-63Hz)。測(cè)量基本諧波百分比，目的是將該參數(shù)保持在低至 5~10% 之間，尤其是在設(shè)備消耗大量電源的情況下，其可理解為達(dá)到銘牌額定功率值的 50% 至 100%。

LED 照明領(lǐng)域 THD 的相關(guān)博客文章：如何將總諧波失真降至 10% 以下

在由不間斷電源 (UPS) 供電的設(shè)備中，如果要在這種負(fù)載條件下維持更長(zhǎng)的時(shí)間，可能需要將 THD 降低至銘牌功率額定值的 10-20%。這是由于 UPS 需要完成一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，即在高 THD 負(fù)載下提供具有良好穩(wěn)壓的 AC 輸出。這種情況的典型實(shí)例是采用 UPS 的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器電源，在夜間業(yè)務(wù)停止及辦公室關(guān)閉時(shí)，該服務(wù)器將會(huì)在這些輕負(fù)載條件下空閑數(shù)小時(shí)。

當(dāng)前業(yè)界已推出各種模擬 PFC 控制器，在將強(qiáng)電流感應(yīng)信號(hào)提供給設(shè)備時(shí)，就可獲得低 THD。然而，強(qiáng)電流感應(yīng)信號(hào)（尤其在輕負(fù)載條件下）意味著使用大分流電阻器測(cè)量輸入 AC 電流，這樣做的缺陷是會(huì)消耗更多的電源 (I_RMS²R)。通過(guò)使用支持內(nèi)部微調(diào)高精度電流環(huán)路的UCC28180，您可實(shí)現(xiàn)低至 5% 的 THD，實(shí)現(xiàn)比目前業(yè)界器件所用分流電阻小 50% 的分流電阻，從而可實(shí)現(xiàn)真正的高性能功率因數(shù)校正轉(zhuǎn)換器。因此，最好使用UCC28180來(lái)校正功率因數(shù)！