医学仪器中的PFC电路 广东省佛山市顺德区中医院设备科（528333） 姜健康 摘要：现代医学电子仪器越来越精密，一方面要求仪器的功耗要尽量低，另一方面又要求仪 器要有较高的抗电磁干扰能力和电磁兼容能力，以适应各种使用环境，这些都牵涉到 功率因数校正的问题，本文对此做了简单的分析。关键词：功率因数 电磁干扰 电磁兼容PFC的英文全称为Power Factor Correction”，意思是功率因数校正”，是一种提高电 源利用效率的方法。我们知道复功率S= Ulcoso+jUlsin=P+jQ，其中P为有功功率，Q 为无功功率，o为电压和电流的相位差。对于纯电阻电路，电压和电流的相位差为0,此时 有功功率为最大值UI,无功功率为0。但是对于容性负载或感性负载，电压和电流不再同 相，这就造成有功功率减小，无功功率增大，降低了电源的利用效率。为了提高电源利用效 率，就要想法减小电压与电流的相位差，这就是最初的功率因数校正概念。从上世纪80年代起，开关电源开始大量的使用。由于开关电源大都是在整流后用一个 大容量的电容滤波，使该用电器具的负载特性呈现容性。在滤波电容的充、放电作用下，电 容两端的直流电压出现略呈锯齿状的波纹。由于滤波电容上电压的最小值远非为零，与其最 大值（波纹峰值）相差并不多，又因为整流二极管的单向导电性，只有在AC线路电压瞬时值 高于滤波电容上的电压时，整流二极管才会因正向偏置而导通。而当AC输入电压瞬时值低 于滤波电容上的电压时，整流二极管又会因反向偏置而截止。也就是说，在AC线路电压的 每个半周期内，只有在其峰值附近，二极管才会导通。虽然AC输入电压仍大体保持正弦波 波形，但 AC 输入电流却呈高幅值的尖峰脉冲。这种严重失真的电流，含有大量的谐波成份， 引起线路功率因数严重下降。在每半个周期内（1800），整流二极管的导通角大大的小于 1800，甚至只有200500。由于要保证负载功率的要求，在二极管导通期间会产生极大的 导通电流，使供电电路中的供电电流呈脉冲状态，它不仅降低了供电的效率，更为严重的是 它在供电线路容量不足，或电路负载较大时会产生严重的交流电压的波形畸变，并产生多次 谐波，从而，干扰了其它用电器具的正常工作（这就是电磁干扰一EMI和电磁兼容一EMC 问题）。自从开关电源大量使用后，功率因数补偿的含义不再仅仅是供电的电压和电流不同相位 的问题，更要解决的是因供电电流呈强脉冲状态，而引起的电磁干扰（EMI）和电磁兼容（EMC）问题。这就是在上世纪末发展起来的一项新技术（其背景源于开关电源的迅速发 展和广泛应用）。其主要目的是解决因容性负载导致电流波形严重畸变而产生的电磁干扰 （EMI）和电磁兼容（EMC）问题。所以现代的PFC技术完全不同于过去的功率因数补偿技术， 它是针对非正弦电流波形畸变而采取的，迫使交流线路电流追踪电压波形瞬时变化轨迹，并 使电流和电压保持同相位，使系统呈纯电阻性技术（线路电流波形校正技术），这就是 PFC（功率因数校正）。所以现代的 PFC 技术完成了电流波形的校正也解决了电压、电流的同 相问题。