Корректор коэффициента мощности (PFC, ККМ)

Обычный импульсный блок питания берёт ток из сети короткими импульсами на пиках напряжения. Корректор коэффициента мощности — каскад между выпрямителем и накопительным конденсатором, который растягивает потребление тока на весь период и делает его похожим на синусоиду.

Обновлено 26 октября 2026 г.Редакция GAW

Содержание

Почему без него плохо
Пассивный и активный
Режимы активного ККМ
Не путать

Корректор коэффициента мощности (power factor correction, PFC; по-русски ККМ) — узел блока питания, который формирует потребляемый из сети ток так, чтобы получить наибольшую активную мощность при наименьшем токе. В идеале прибор с ККМ ведёт себя для сети как резистор: ток повторяет форму напряжения, совпадает с ним по фазе и не содержит гармоник (onsemi HBD853, гл. 1).

Почему без него плохо

Обычный импульсный блок питания начинается с выпрямителя и накопительного конденсатора. Конденсатор подзаряжается только около пиков синусоиды, поэтому ток из сети идёт короткими импульсами: по onsemi импульс длится 10–20 % периода, и ток в нём в 5–10 раз больше среднего. Ток при этом в фазе с напряжением, но искажён, и коэффициент мощности — отношение активной мощности к полной — оказывается низким именно из-за гармоник (HBD853, гл. 1, рис. 1-1). Долю гармоник выражает THD.

Вторая причина ставить ККМ — нормы. В Европе и Японии большинство приборов мощностью от 75 Вт должны соответствовать IEC 61000-3-2, который ограничивает гармоники сетевого тока до 39-й включительно (HBD853, гл. 1).

Пассивный и активный

	Пассивный ККМ	Активный ККМ
Что это	дроссель между выпрямителем и конденсатором	повышающий преобразователь на том же месте под управлением микросхемы ККМ
Плюсы	простота	ток близок к синусоиде; выходное напряжение каскада регулирует сам преобразователь (наш комментарий)
Минусы	громоздкий дроссель; для работы от сетей разных стран нужен переключатель диапазона напряжения; нестабилизированная шина	сложнее схема
Пример onsemi (блоки ПК 250 Вт)	пиковый ток на 33 % выше, чем с активным; может уложиться в IEC 61000-3-2, но не в требование PF 0,9 некоторых недавних норм	—

Источник: HBD853, гл. 1, рис. 1-4 – 1-7. Активный ККМ onsemi называет самым распространённым в современных блоках питания.

Режимы активного ККМ

Повышающий преобразователь ККМ работает в разных режимах. Режим на границе непрерывного тока (CrM, он же BCM) популярен в освещении и других маломощных применениях; при мощностях выше 300 Вт обычно выбирают режим непрерывного тока (CCM), а диапазон 200–300 Вт onsemi называет серой зоной, где годятся оба (HBD853, гл. 1–2). В справочнике onsemi разобраны и более сложные схемы — чередующиеся и безмостовые ККМ.

Не путать

С компенсацией реактивной мощности конденсаторами. Классический пример у Kuphaldt (гл. 11.4) — индуктивная нагрузка, у которой ток отстаёт от напряжения: параллельный конденсатор уменьшает реактивный ток. Сдвиг фазы он исправляет, а форму тока импульсного блока питания — нет (наш вывод). Когда конденсаторы помогают, а когда нет — в ответе «Как подобрать конденсатор для компенсации реактивной мощности двигателя?»; связь коэффициента мощности с гармониками — в статье «Переменный ток».

Частые вопросы

Зачем в блоке питания PFC?

По onsemi — по двум причинам. Без коррекции ток идёт импульсами у пиков напряжения, и при той же активной мощности из сети берётся больший ток с гармониками — растут потери в сети. Кроме того, в Европе и Японии большинство приборов мощностью от 75 Вт должны укладываться в нормы на гармоники IEC 61000-3-2 (HBD853, гл. 1).

Чем активный PFC лучше пассивного?

Пассивный — это дроссель: он прост, но громоздок, для работы от сетей разных стран требует переключателя диапазона напряжения и не стабилизирует выходную шину. Активный — повышающий преобразователь с микросхемой управления: у трёх блоков ПК на 250 Вт пиковый ток с пассивным ККМ был на 33 % выше, чем с активным, а пассивный, по onsemi, может уложиться в IEC 61000-3-2, но не пройдёт более строгое требование PF 0,9, которое вводят некоторые недавние нормы (HBD853, гл. 1).

Можно ли исправить коэффициент мощности блока питания конденсатором?

Нет: конденсатор компенсирует сдвиг фазы тока у индуктивной нагрузки, а у блока питания без ККМ ток почти в фазе с напряжением, но искажён. Его коэффициент мощности низкий из-за гармоник (HBD853, гл. 1), а гармоники убирают формированием тока — это и делает ККМ (наш вывод). Подробнее — в ответе про конденсатор для компенсации реактивной мощности.

Источники

onsemi (SCILLC). Power Factor Correction (PFC) Handbook, HBD853/D, Rev. 5 (April 2014) — гл. 1, Introduction: ККМ формирует входной ток так, чтобы получить из сети наибольшую активную мощность; в идеале нагрузка ведёт себя как резистор, ток — копия напряжения в фазе с ним, без гармоник; IEC 61000-3-2 в Европе и Японии — для большинства приборов от 75 Вт (класс D), ограничивает гармоники сети до 39-й включительно; PF = P/S; без ККМ ток идёт импульсами на пиках, импульс 10–20 % периода, ток в нём в 5–10 раз больше среднего (рис. 1-1); Types of PFC: активный ККМ — повышающий преобразователь между выпрямителем и накопительным конденсатором под управлением микросхемы ККМ, самый распространённый (рис. 1-4); пассивный — дроссель на том же месте; у трёх блоков ПК 250 Вт пиковый ток с пассивным ККМ на 33 % выше, чем с активным (рис. 1-5), пассивный может уложиться в IEC 61000-3-2, но не в более строгое требование PF 0,9 некоторых недавних норм (рис. 1-5, 1-6); недостатки пассивного: громоздкий дроссель, переключатель диапазона сети, нестабилизированная шина (рис. 1-7); CrM (BCM) — для освещения и малых мощностей; гл. 2: ниже 200 Вт обычно CrM, выше 300 Вт — CCM, 200–300 Вт — серая зона
T. R. Kuphaldt. Lessons In Electric Circuits, Vol. II — AC, 6th ed. (2021), CC BY — гл. 11.4: практическая коррекция коэффициента мощности индуктивной нагрузки параллельным конденсатором по показаниям ваттметра и амперметра — пример 240 В, 1,5 кВт, 9,615 А, S = 2,308 кВА

Нашли ошибку?