通信電源功率因數校正技術的研究

陳偉鋒

【摘要】 隨著通信技術發展，通信設備大量使用先進技術，對供電質量要求也越來越高。因此對通信電源功率因數校正技術的研究也越顯重要。本文將從電源功率因數校正分析入手，聯系存在于通信電源功率因素中的問題與形成原因，研究通信電源功率因數校正技術與實施策略。

【關鍵詞】 通信電源 功率因數 校正技術

一、引言

對于通信設備來說，電源系統是一項十分重要的組成部分，電源系統不僅會影響到通信質量，還對通信效果有很大影響，而整個通信電源中最重要的就是電源開關，是通信設備中心組成部分。

因此通信電源功率因數校正技術成為現階段最重要的研究內容，而要做好這項研究，就要先了解通信電源系統及相關功率因數，以便做好實施工作。

二、功率因數校正分析

在電工學中通常將功率因數視為有功功率與視在功率的比值，所以在等量代換計算后可以將功率因數表示成輸入電流波形畸變因數與基波電壓和基波電流的位移因數的乘積，換言之功率因數具體數值由此兩種因素決定，在通信電源中，如果不良功率因數得不到及時的校正，電網的噪聲、成本、體積、重量、諧波污染等都會明顯增加，而且電流在線路電阻阻抗作用下導致諧波電壓下降，也是電網電壓畸變的程度加大，電網中的線路、配電變壓器等電氣設備被損壞的概率也隨之提升，安全隱患不容忽視。

三、通信電源功率因數問題形成的原因分析

通常情況下，導致通信電源功率因數不良問題產生的原因較多，不同的部件所產生的原因也不同。對于相控整流電路較大、因數較低的情況而言，主要是在于基本電壓與電流位移因數，即受可控硅控制角的影響，使電流滯后于電壓，此時需要改善相控整流電路功率因數，將性質完全相反的電抗元件并聯于電網的負載端，結合電網的狀態決定是否應用電容補償的方法。

另外，開關整流電路也會使通信電源出現功率因數，如下圖1，AC/DC前端電路的主要構成部分是由橋式整流器與大容量濾波器所構成，該電路在路線峰值時，其電壓要比濾波電容兩端電壓高很多，整流元件中將流過一定的電流，使就出現輸入電流呈現尖脈沖的勢態，進而產生諧波，降低功率因數[2]。對于功率因素不同的問題來說，主要是由于電流波形發生畸變所導致的。

四、通信電源功率因數校正技術及實施

4.1通信電源功率因數校正技術分析

通信電源功率因數校正技術其主要由三部分構成：多脈沖式整流、引入濾波電感、有源式功率因數校正。其分析如下：

首先，多脈沖式整理技術具有變壓器特點，是多次不同諧波電流移相所造成的，能夠將奇次諧波消除，在應用這種方法的過程中要加強與變壓器負載的匹配，以便減少對輸入端諧波的應用。

其次，濾波電感是在電路整流器和電容之間構成串聯關系，也可以在交流側操作，并將諧振濾波器應用其中，這樣不僅可以優化電力結構，降低成本，還能強化可靠性，減少電磁干擾。然而，利用該技術也有一些的缺陷，如其尺寸較大，重量超標，難以獲得高功率因數，同時，在頻率與負載等作用下都會影響電壓工作性能，無論是電感還是電容都會有所增大，增強放電電流[3]。將濾波電感應用到糾正通信電流功率因數的過程中，還有助于抑制高次諧波，但由于濾波設備的應用，系統阻抗也會改變現有運行情況，若不將調諧電抗器應用其中，就會讓系統電抗與其并聯在一起，構成并聯諧振，盡管應用該方法較為容易，但要更好的發揮其應有作用，還需要進一步改進。

最后，有源式功率因數校正技術，就是借助有源開關或AC/DC轉換技術，促使輸入電流與電網電壓處于同一相位，不僅可以使系統整流器與負載部分聯系在一起，還會實現DC開關式變換器的轉換，且有利于電流式反饋構架，保證輸入端電流波形可以與交流端實現同步發展。利用該技術不僅有利于獲得高標準功率因數，還能有效避免畸變波形的發生，更好的適應較寬電壓的輸入工作，無論是電壓大小還是重量都處于合理范圍內，對保證輸出電壓穩定具有重要作用。但這種技術也有一定缺點，如電路構造過于簡單，容易發生故障，投入成本較大，效率較低，使整體的使用壽命難以滿足實際的需要，對其應用范圍起到了嚴重的限制作用。

4.2具體實施策略

為校正通信電源功率因數，在利用通信電源功率因數校正技術過程中，應加強與實際情況的聯系。通過與乘法器型PFC電路相聯系得知，對于控制電壓跟隨電路來說，這種方法只要將輸出電壓控制開關應用其中即可，由此而來的轉換效率也會明顯提升。對于功率主回路在與市電網連接的過程中，無論是輸出回路還是控制回路，其主要構成部分依然為低壓電子元器件，如圖2，為提高通信電源系統的安全性，就要將電氣隔離應用到功率主回路與輸出回路中，既保證了兩者之間存在一定距離，又讓輸出電壓擁有多條輸出道路。在設計PWM控制電路的過程中，要保證通信電源電壓穩定，就要加強輸出電壓內部參數，注重其與外接負載的變化，這樣不僅可以控制好電路信號，還能加強對基準信號差值的控制，確保所有輸出的電壓都更加安全穩定。

在應用有源功率因數校正方法校正通信電源時，需加強對通信電源的應用，其也是更好的利用有源開關技術與AC/ DC技術，讓輸入電流與電網達到同一相位。同時，利用該技術還可以促進整流器與負載技術的整合，以便使其接入到 DC開關變換器中。此外，應注重功率開關管導通的應用，以便更好的解決輸入端與輸出端耳朵解耦問題[4]。

對于控制量高低來說，主要受輸出電壓的影響，而不受輸入電壓的影響，如果發生電壓波動，利用導通也不會影響到輸入電壓，變壓器原邊儲能也會發生相應的變化，以便更好的控制好電壓，防止發生通信電源功率因數過低的情況，即便開關管不再運行，也會控制好電壓波動，完成傳輸，這對電源系統的控制與應用也有一定好處。

五、結束語

通過以上研究得知，在校正通信電源功率因數的過程中，所應用的校正技術應注重與實際情況的聯系，以轉變通信企業當前發展模式，只有這樣才能促進通信企業與技術發展。隨著人們對通信產業要求的提升，對于功率因數校正技術的研究也在增多，在這些校正技術被應用到通信電源功率因數控制中以后，其穩定性也得以明顯提升。

本文聯系實際情況研究了一些校正技術，希望能為相關人士帶來有效參考，但由于本人學識有限，在研究中還有不足，希望可以得知高級專業人士的指點，完善研究。

參 考 文 獻

[1]冷春等.通信電源中單相Buck功率因數校正器的研究.電力系統通信，2016

[2]胡林等.通信電源功率因數校正技術的研究.電子制作，2015

[3]李哲明.基于通信電源功率因數校正技術的分析研究.中國新通信，2013

[4]過玉清.開關電源功率因數的有源校正技術.集成電路應用，2013