通信电源功率因数校正技术的研究

陈伟锋

【摘要】 随着通信技术发展，通信设备大量使用先进技术，对供电质量要求也越来越高。因此对通信电源功率因数校正技术的研究也越显重要。本文将从电源功率因数校正分析入手，联系存在于通信电源功率因素中的问题与形成原因，研究通信电源功率因数校正技术与实施策略。

【关键词】 通信电源 功率因数 校正技术

一、引言

对于通信设备来说，电源系统是一项十分重要的组成部分，电源系统不仅会影响到通信质量，还对通信效果有很大影响，而整个通信电源中最重要的就是电源开关，是通信设备中心组成部分。

因此通信电源功率因数校正技术成为现阶段最重要的研究内容，而要做好这项研究，就要先了解通信电源系统及相关功率因数，以便做好实施工作。

二、功率因数校正分析

在电工学中通常将功率因数视为有功功率与视在功率的比值，所以在等量代换计算后可以将功率因数表示成输入电流波形畸变因数与基波电压和基波电流的位移因数的乘积，换言之功率因数具体数值由此两种因素决定，在通信电源中，如果不良功率因数得不到及时的校正，电网的噪声、成本、体积、重量、谐波污染等都会明显增加，而且电流在线路电阻阻抗作用下导致谐波电压下降，也是电网电压畸变的程度加大，电网中的线路、配电变压器等电气设备被损坏的概率也随之提升，安全隐患不容忽视。

三、通信电源功率因数问题形成的原因分析

通常情况下，导致通信电源功率因数不良问题产生的原因较多，不同的部件所产生的原因也不同。对于相控整流电路较大、因数较低的情况而言，主要是在于基本电压与电流位移因数，即受可控硅控制角的影响，使电流滞后于电压，此时需要改善相控整流电路功率因数，将性质完全相反的电抗元件并联于电网的负载端，结合电网的状态决定是否应用电容补偿的方法。

另外，开关整流电路也会使通信电源出现功率因数，如下图1，AC/DC前端电路的主要构成部分是由桥式整流器与大容量滤波器所构成，该电路在路线峰值时，其电压要比滤波电容两端电压高很多，整流元件中将流过一定的电流，使就出现输入电流呈现尖脉冲的势态，进而产生谐波，降低功率因数[2]。对于功率因素不同的问题来说，主要是由于电流波形发生畸变所导致的。

四、通信电源功率因数校正技术及实施

4.1通信电源功率因数校正技术分析

通信电源功率因数校正技术其主要由三部分构成：多脉冲式整流、引入滤波电感、有源式功率因数校正。其分析如下：

首先，多脉冲式整理技术具有变压器特点，是多次不同谐波电流移相所造成的，能够将奇次谐波消除，在应用这种方法的过程中要加强与变压器负载的匹配，以便减少对输入端谐波的应用。

其次，滤波电感是在电路整流器和电容之间构成串联关系，也可以在交流侧操作，并将谐振滤波器应用其中，这样不仅可以优化电力结构，降低成本，还能强化可靠性，减少电磁干扰。然而，利用该技术也有一些的缺陷，如其尺寸较大，重量超标，难以获得高功率因数，同时，在频率与负载等作用下都会影响电压工作性能，无论是电感还是电容都会有所增大，增强放电电流[3]。将滤波电感应用到纠正通信电流功率因数的过程中，还有助于抑制高次谐波，但由于滤波设备的应用，系统阻抗也会改变现有运行情况，若不将调谐电抗器应用其中，就会让系统电抗与其并联在一起，构成并联谐振，尽管应用该方法较为容易，但要更好的发挥其应有作用，还需要进一步改进。

最后，有源式功率因数校正技术，就是借助有源开关或AC/DC转换技术，促使输入电流与电网电压处于同一相位，不仅可以使系统整流器与负载部分联系在一起，还会实现DC开关式变换器的转换，且有利于电流式反馈构架，保证输入端电流波形可以与交流端实现同步发展。利用该技术不仅有利于获得高标准功率因数，还能有效避免畸变波形的发生，更好的适应较宽电压的输入工作，无论是电压大小还是重量都处于合理范围内，对保证输出电压稳定具有重要作用。但这种技术也有一定缺点，如电路构造过于简单，容易发生故障，投入成本较大，效率较低，使整体的使用寿命难以满足实际的需要，对其应用范围起到了严重的限制作用。

4.2具体实施策略

为校正通信电源功率因数，在利用通信电源功率因数校正技术过程中，应加强与实际情况的联系。通过与乘法器型PFC电路相联系得知，对于控制电压跟随电路来说，这种方法只要将输出电压控制开关应用其中即可，由此而来的转换效率也会明显提升。对于功率主回路在与市电网连接的过程中，无论是输出回路还是控制回路，其主要构成部分依然为低压电子元器件，如图2，为提高通信电源系统的安全性，就要将电气隔离应用到功率主回路与输出回路中，既保证了两者之间存在一定距离，又让输出电压拥有多条输出道路。在设计PWM控制电路的过程中，要保证通信电源电压稳定，就要加强输出电压内部参数，注重其与外接负载的变化，这样不仅可以控制好电路信号，还能加强对基准信号差值的控制，确保所有输出的电压都更加安全稳定。

在应用有源功率因数校正方法校正通信电源时，需加强对通信电源的应用，其也是更好的利用有源开关技术与AC/ DC技术，让输入电流与电网达到同一相位。同时，利用该技术还可以促进整流器与负载技术的整合，以便使其接入到 DC开关变换器中。此外，应注重功率开关管导通的应用，以便更好的解决输入端与输出端耳朵解耦问题[4]。

对于控制量高低来说，主要受输出电压的影响，而不受输入电压的影响，如果发生电压波动，利用导通也不会影响到输入电压，变压器原边储能也会发生相应的变化，以便更好的控制好电压，防止发生通信电源功率因数过低的情况，即便开关管不再运行，也会控制好电压波动，完成传输，这对电源系统的控制与应用也有一定好处。

五、结束语

通过以上研究得知，在校正通信电源功率因数的过程中，所应用的校正技术应注重与实际情况的联系，以转变通信企业当前发展模式，只有这样才能促进通信企业与技术发展。随着人们对通信产业要求的提升，对于功率因数校正技术的研究也在增多，在这些校正技术被应用到通信电源功率因数控制中以后，其稳定性也得以明显提升。

本文联系实际情况研究了一些校正技术，希望能为相关人士带来有效参考，但由于本人学识有限，在研究中还有不足，希望可以得知高级专业人士的指点，完善研究。

参 考 文 献

[1]冷春等.通信电源中单相Buck功率因数校正器的研究.电力系统通信，2016

[2]胡林等.通信电源功率因数校正技术的研究.电子制作，2015

[3]李哲明.基于通信电源功率因数校正技术的分析研究.中国新通信，2013

[4]过玉清.开关电源功率因数的有源校正技术.集成电路应用，2013