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武汉艾德杰电源技术有限公司
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开关电源功率因数的计算

发布时间： 2016-07-11 14:02:43 关注量：1400

关于开关电源功率因数的计算问题，在计算方面，仍然是按照功率因数的定义，即：有功功率比视在功率。以其输入端为准。而在实际上，开关电源的生产厂家们都采用测量的方式，有专用测量开关电源的各种参数的仪器，包括它的功率因数值。由于历史原因，很多人心目中功率因数的计算公式就是：PF=cos φ。实际上，这个公式只是特定情况下成立，这个前提是：负载是一个非纯阻性线性负载。功率因数的真正定义是：PF=有功功率/视在功率。

什么是有功功率呢？有功功率就是负载实际上消耗的功率，计算方法是：P有功=∫u·i。这实际上就是瞬间电压和瞬间电流相乘之积的平均值。而视在功率的定义是：P视在=URMS·IRMS。和计算有功功率不同，这儿的电流和电压是分别测量得到的。那么，PF=cos φ这个公式是怎么来的呢？对于交流电机等感性负载（实际上容性负载也一样，只不过很少见这类负载），电流波形和电压波形相同，但有一个相位差。
对于有相位差φ的电流I：可以分解成一个和电压同相的分量，幅度为I·cos φ；一个和电压正交（相差90°）的分量，幅度为I·sin φ。这两个分量分别与电压相乘之后求平均值，正交分量和电压相乘的平均值为零，剩下的就是P有功=P视在·cos φ。在这里，无功电流就是：I无功=IRMS·sin φ。

对于开关电源这类负载，电流波形和电压波形并没有明显的相位差，但电流波形并不是正弦波，这种负载实际上是一个典型的非线性负载。和前面一样，非正弦波的电流和正弦电压相乘之后的平均值，可以通过将电流分解成和电压同频、同相的分量，以及不同频率或相位的分量来计算。这里电流波形基本上没有相位差，但存在大量的谐波分量。把电流波形进行傅里叶变换，得到的一系列谐波分量。其中：只有基频成分和电压乘积的平均值不为零，这部分电流就是有功电流；而所有高次谐波分量和电压的乘积平均值都为零，所以电流的所有高次谐波电流都是无功电流，因为它们都与实际消耗的功率无关，无功电流的总值是所有高次谐波电流的平方和的平方根。

客户感言

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北京合康亿盛变频科技股份有限公司

经人介绍认识了艾德杰，试着从他们那里买了一套产品，性能稳定，故障几乎没有，即便有点小问题，他们也会过来处理，后来就一直和他们进行友好合作。
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武汉中元华电科技股份有限公司

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中国中船重工集团707所

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北京铁道机车研究所

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李明仕

湖北武汉人 1970年7月出生硕士学历。从事电源设计研发工作30年，先后担任多家电源公司的技术总监技术成果 1． 1996年获武汉市科学技术研究成果证书武科成证字(96)第014号登记号WK9601003 成果名称:DTK系列开关型直流稳压电源 2． 1996年武汉高创电子有限公司的电源项目获得电源行业的第一个国家火炬计划 3． 2000年武汉玉星电子有限责任公司<<电压过零检控软开关电源>>项目获科技部中小型企业创新基金无偿资助,项目代号20004214054563 4.　电源方面各项专利近20项，其中发明专利2项。 5. 国内电源期刊上发表多篇论文。

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沈锦飞

1955年出生，现任江南大学物联网学院教授、硕士生导师。主要从事电力电子电路、装置与电能质量控制的研究和教学工作，发表学术论文30多篇，其中EI检索5篇，获得教育部科技进步奖、江苏省教学成果奖、无锡市科技进步奖，多项发明专利，主编本科教材；被评为无锡市优秀教师、市级先进个人。是中国自动化学会会员、江苏省电工协会自动控制系统专委会委员、无锡市自动化学会理事、无锡市电机工程学会理事。

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颜文旭

1971 年出生，现任江南大学物联网工程学院教授，硕士生导师。现主要从事电力电子技术及智能控制、机电一体化及过程控制等领域的研究和开发工作，发表学术论文30篇（其中EI收录6篇），获专利12项，参加编制十二五国家级规划教材，国家自然科学基金项目，省青年科学基金项目，市级重点实验室建设，主持方块地毯自动包装生产线开发、2.0MW风力发电变流器、10kV高压固态软起动器、船舶压载水物理强化处理核心技术...

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