实功 vs 视在功率 vs 无功功率：有什么区别？
在电网中，电力以交流信号的形式供应。在理想情况下，负载应为纯电阻性，但由于工厂和住宅中的电动机，负载实际上是感性负载。 电网中的电力与负载中的电力之间会出现相位差。可以将其视为一个简单的RL电路，如图1所示，各种功率被称为：有功功率、无功功率和视在功率：
- 有功功率
- 无功功率
- 视在功率
图 1：功率三角形示意图
电力类型
无功功率表示存储在线圈中的电能，然后返回电网。理想的线圈不消耗任何电能，但会产生显著的电流。有功功率是由于阻性负载而实际消耗的功率，而视在功率是电网必须能够承受的功率。有功功率的单位是瓦特，而视在功率的单位是VA（伏安）。
有功功率、无功功率和视在功率比较
一个著名的比喻是啤酒杯和啤酒泡沫的比喻。真正的功率是您最终喝下的部分。杯子是视在功率，必须足够大以容纳液体和泡沫。 无功功率的问题不仅是技术性的，还可能带来巨大的经济后果。实际上，电力公司必须建立一个能够输送视在功率的电网，但只对有功功率计费。如果两者的差距过大，将难以维持。有功功率与视在功率之间的比率被称为功率因数。功率因数必须尽可能接近1。称为功率因数校正器 (PFC)的电子元件在这方面起到了帮助作用。政府经常颁布新的法规，要求电子设备必须符合更严格的标准，以获得良好的能效标签。
传统的AC to DC转换器通常使用全波整流桥和简单的电容滤波器从AC电源线获取电力。因此，线路电流波形为窄脉冲，由于电流的高谐波失真，功率因数较低（0.5-0.6）（参见图3）。
图 2：AC to DC converter 方程式
提高功率因数校正器的方法有多种。对于低功率，使用离散组件的无源解决方案通常已经足够。如前所述，负载大多数时间是感性的，并联一个电容器将改善功率因数。当应用需要数十瓦功率时，必须采用有源功率因数校正器。最常见的拓扑是升压拓扑，可以分为两种子类别：
- 过渡模式 (TM) 或临界导通模式 (CrM)，适用于数十瓦至数百瓦的功率需求
- 连续导通模式 (CCM)，适用于几百瓦至几千瓦的功率需求
图 3 显示了功率因数校正阶段作为升压转换器电路实现于主电容器之前。
图 3：PFC - 功率因数校正器阶段
目标是将输入电流整形成与输入正弦电压同相的正弦波形。 内部生成一个正弦参考信号。该参考信号会与外部信号进行比较，当误差过大时，MOSFET 会关闭。然后，当电流降至零时，MOSFET 再次开启。过渡模式具有固定的导通时间，其曲线如图 4 所示。
图4：MOSFET时序与电感电流波形 - 过渡模式
该系统运行在连续电流模式和非连续电流模式之间的边界（不完全相同但非常接近），因此该系统被称为过渡模式PFC。电流具有较大的幅度，峰值电流是平均电流的两倍。因此，对于高功率，有必要使电流更接近正弦波曲线。连续导通模式是解决方案，采用固定频率来限制如图5所示的电流变化。这是最复杂的设计，但可以实现0.99的功率因数。
图 5：MOSFET 定时和电感电流波形定时 - 连续导通模式
还存在其他方法，例如固定关断时间 (FOT) 定时，其中调制发生在导通时间。在某些情况下，它可以提供与连续电流模式类似的结果，但实现方式类似于过渡模式。当需要增加功率且单一的过渡模式不再足够时，交错PFC可能是解决方案。这种解决方案使用了更多的组件，但设计起来可能更为简单。
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