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品佳股份有限公司 SILICON APPLICATIONCORP. 台北縣中和巿建八路 2 號 18 樓 18F, NO.2 Jiann-ba Road, Joung-Her City, Taipei Hsien, Taiwan, R.O.C. TEL: 02-8226- 1500 FAX : 02-8226- 1507 功率因數修正電路之原理與常用元件規格 宋自恆 林慶仁 一 、前言 追求高品質的電力供需 ，一直是全球各國所想要達到的目標 ，然而大量的興建電廠 ，並 非解決問題的唯一途徑 ，一方面提高電力供給的能量 ，一方面提高電氣產品的功率因數（Power factor ）或效率 ，才能有效解決問題 。有很多電氣產品 ，因其內部阻抗的特性 ，使得其功率因 數非常低 ，為提高電氣產品的功率因數 ，必須在電源輸入端加裝功率因數修正電路 （Power factor correction circuit ），但是加裝電路勢必增加製造成本 ，這些費用到最後一定會轉嫁給消 費者 ，因此廠商在節省成本的考量之下 ，通常會以低價為重而不願意讓客戶多花這些環保金 ， 大多數的消費者 ，也因為不了解功率因數修正電路的重要性 ，只以為興建電廠才是解決電力 不足問題的唯一方案 ，這是大多數開發中國家電力供應的一大問題之所在 。本文將探討功率 因數的意義 、功率因數修正電路的原理和電路常用元件的規格 ，期使消費者了解並支持提高 功率因數的意義 ，製造廠商在研發產品時有快速的解決方案 。 二 、功率因數的意義 電力公司經由輸配電系統送至用戶端的電力 （市電 ）是電壓 100～110Ｖ或 200～240 Ｖ， 頻率 50～60Ｈｚ的交流電 ，而電氣產品的負載阻抗有三種狀況 ，包括電阻性 、電容性和電感 性等 ，其中只有電阻性負載會消耗功率而產生如光 、音或熱等能源轉換 ，而純電容性或純電 感性負載只會儲存能量 ，並不會造成能量的消耗 。圖一 、圖二和圖三分別為純電阻性 、純電 容性和純電感性負載加上交流電壓後的電壓 （Ｖ）、電流 （Ｉ）及功率 （Ｐ）的電路簡圖和波 形 。 I v R (a) 圖一 、純電阻性負載的電路簡圖和波形 Your Connection to Success 1/ 19 品佳股份有限公司 SILICON APPLICATIONCORP. 台北縣中和巿建八路 2 號 18 樓 18F, NO.2 Jiann-ba Road, Joung-Her City, Taipei Hsien, Taiwan, R.O.C. TEL: 02-8226- 1500 FAX : 02-8226- 1507 I v C (a) 圖二 、純電容性負載的電路簡圖和波形 I v L (a) 圖三 、純電感性負載的電路簡圖和波形 電力消耗的瞬時功率為電壓和電流的乘積 ，即Ｐ＝Ｖ×Ｉ，我們可以把波形圖上每一個Ｖ 和 Ｉ的弦波圖形相乘而得到另一個弦波圖形 Ｐ，則發現到圖一 （ｂ）的純電阻性負載 ，功率 Ｐ都是在正的方向上變化 （即波形在橫軸上方），而在一個週期內電壓源Ｖ在電阻Ｒ上所做的 T 功Ｗ為 Ｐ在週期 Ｔ內和橫軸所圍繞的面積 ，即 W Pdt ，由此可知加諸在電阻性負載上的 0 電源是作實功 。然而若為純電容性或純電感性負載如圖二 （ｂ）和圖三 （ｂ），其功率變化是 在橫軸的上下來回震盪 ，且每 90Ｏ