电感储能作为众多储能技术的一种，在现代科学技术领域中，诸如等离子体物理、受控核聚变、电磁推进、重复脉冲的大功率激光器、高功率雷达、强流带电粒子束的产生及强脉冲电磁辐射等领域，都有着极为重要的应用。

3 功率因数校正（PFC）技术

3.1  PFC技术简介

3.1.1开关电源与功率因数校正

    开关电源具有体积小、效率高、功率大等优点，广泛应用于电力系统、工业、交通以及家庭等领域，由此产生的电网侧输入功率降低以及谐波污染等问题也日趋严重。为减小开关电源等电力电子装置对电网的谐波污染，以保证电网供电质量，提高电网的可靠性，同时也为提高开关电源输入端功率因数，达到节能效果，必须限制的开关电源等电力电子装置所带来的电流谐波，为此功率因数校正技术应运而生。

    根据电工学的基本理论，功率因数PF的定义为有功功率P和视在功率S的比值，用公式表示为

式中：为输入电流基波有效值；为电网电流有效值，，其中，…为输入电流各次谐波有效值；为输入电压基波有效值；为基波在输入电流中的比重；为基波电压和基波电流的位移因数。

    可见，功率因数由以及基波电压和基波电流的位移因数决定。越小，则设备的无功功率越大，设备利用率越低，导线和变压器绕组的损耗越大；越小，表示设备的输入电流谐波分量越大，造成电流波形畸变对电网造成污染，严重时会造成电子设备损坏。

    常规开关电源功率因数低的根源是整流电路后面的滤波电容使输出电压平滑，但却使输入电流变为尖脉冲，而当整流电路后面不加滤波电路，仅为电阻负载时，输入电流即为正弦波，并与电源电压同相位，功率因数为1。因此功率因数校正电路的基本思想是将整流电路与滤波电路隔开，使整流电路由电容性负载变为电阻性负载。

具有低污染、高效率、低应力低输出纹波等特点的新型开关电源主要包括EMI及浪涌吸收滤波电路、前级有源软开关功率因数校正电路、相移谐振软开关DC/DC变换电路及输出纹波抑制电路等。

3.1.2  PFC电路的分类

    功率因数校正电路基本是一个AC/DC变换器，一个标准的变换器利用脉冲波宽度调制（Pulse Width Modulation, PWM）技术来调整输入功率大小，以供应适当的负载所需功率。脉冲波宽度调变器控制切换开关（通常利用Power MOSFET） 将直流输入电压变换成一串电压脉冲波，随后利用变压器和快速二极管将其转成平滑的直流电压输出。这个输出电压随即与一个参考电压（此电压为电源供应器应该输出的标准电压值）进行比较，所产生的电压回馈至PWM控制器。这个误差电压信号用来改变脉冲宽度大小，如果输出电压过高，脉冲宽度减小，进而使输出电压降低，以使输出电压恢复至标准值。

    PFC 电路也是利用这个方法，但是加入了一个更先进的元件，使得来自交流电源的电流是一个正弦波并与交流电压同相位。此时误差电压信号的调变是由整流后交流电压和输出电压的变化来控制的，最后误差电压信号回馈至PWM控制器。也就是说，当交流电压较高时，PFC电路就从交流电源吸收较多的功率。反之，若交流电压较低，则吸收较少的功率，如此刻意抑制交流电流谐波的产生。

　　　根据电路构成，PFC电路可分为无源PFC电路和有源PFC电路（Active Power Factor Correction, APFC）。一般认为有两种基本的有源PFC技术，一种是变换器工作在连续导电模式下的乘法型PFC技术，另一种是变换器工作在不连续导电模式下的电路跟随器型PFC技术。 Saber有源储能电感变换器及其在PFC变换器中的应用研究(3):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_75372.html