功率因数校正

 

设备的功率因数(PF) 是一个介于 0 和 1 之间的数字，表示以瓦为单位的有功功率与以伏安 (VA) 为单位的视在功率之间的比率。PF 为 1.0 的电源表示电压和电流同时达到峰值（电压和电流正弦波始终具有相同极性）。

 

这意味着 VA 和瓦特值相同。功率因数为 0.5 的设备的瓦特值是 VA 值的一半。例如，功率因数为 0.5 的 400VA 设备将是 200W 设备。

 

一个常见的误解是功率因数和电源效率相关，但事实并非如此。电源效率是指峰值效率下输出功率（瓦特）与输入功率（瓦特）的比率。

 

例如，峰值效率为 75% 的典型白盒电源会浪费至少 25% 的输入能量，因为它们会将其转化为必须散发的热量。

 

另一方面，功率因数低的设备不会浪费能源。未使用的能源仅返回给公用事业公司，而无需由客户支付费用。公用事业公司按实际使用功率收费，以千瓦时而非伏安为单位。与低功率因数相关的主要成本是需要较高安培数的电路来提供与功率因数接近 1 的设备相同的真实功率。

 

UPS功率因数

“双转换”UPS 和发电机组合的一个问题是 UPS 产生的电压失真。双转换 UPS 的输入大部分是一个大型整流器。

 

UPS 汲取的电流是非正弦的，这可能会导致交流电源或发电机的电压也变为非正弦的。电压畸变可能会导致连接到该电源的所有电气设备（包括 UPS 本身）出现问题。

 

由于电流尖峰，还会导致为 UPS 供电的线路损失更多电力。“噪声”水平以“电流总谐波失真”(THD(i)) 的百分比来衡量。经典 UPS 整流器的 THD(i) 水平约为 25-30%。为了减少电压失真，这需要更粗的电源接线或比 UPS 两倍以上的发电机。

 

降低双转换 UPS 中 THD(i) 的解决方案：

 

无源功率因数校正

无源滤波器等传统解决方案可在满负载时将 THD(i) 降低至 5-10%。它们很可靠，但体积很大，并且只能在满负载下工作，并且在与发电机一起使用时会出现一系列问题。

 

有源功率因数校正

另一种解决方案是有源滤波器，它可以在整个功率范围内将 THD(i) 降低至 5%。双变换UPS装置的最新技术是整流器，它不使用传统的整流元件（晶闸管和二极管），而是使用高频元件。配备 IGBT（绝缘栅双极晶体管）整流器和电感器的双转换 UPS 的 THD(i) 可低至 2%。这完全消除了超大发电机和变压器的需要，无需额外的滤波器、投资成本、损耗或空间。