在现代电子设备中，功率因数校正模块对于提高电源效率和电能质量起着关键作用。由中电华星提供的 PF - A 系列功率因数校正模块，凭借其独特的设计和优良的性能，在众多电子应用中得到了广泛的应用。以下将对该系列模块进行全面深入的介绍。
PF - A 系列功率因数校正模块内部结构复杂且精密，由输入整流电路、升压电路、输出整流电路、控制电路、市电电压取样电路、输出电压取样电路、电流取样电路、过压保护电路、浪涌电流保护电路、过热保护电路、辅助电源和模块工作监控电路等多个部分组成。其中，控制电路是部分，通常由基准电压源、误差放大器、乘法器、电流放大器、PWM 比较器等构成。
图 PF - A 系列模块内部框图
该电路的工作原理基于对输入电流的控制。功率因数校正电路输出电压经滤波后加到控制电路中的误差放大器，与基准电压比较，差值放大后送入乘法器。市电电压经全波整流后也加到乘法器，乘法器将输入电压信号与输出电压信号相乘，形成基准电流信号。电流取样电压正比于输入电流，加到电流放大器与基准电流信号比较，误差值放大后加入 PWM 比较器，与锯齿波电压比较形成脉宽调制（PWM）信号，该信号经驱动电路控制升压电路中的功率开关管导通与关断，使输入电流跟踪基准电流变化。由于基准电流受市电电压和输出电压制约，所以该电路既能稳定输出电压，又能保证输入电流为正弦波且与市电电压同相位，使功率因数接近于 1。
PF - A 系列模块的引脚排列具有明确的功能定义。AC (L) 脚为交流市电（相线）输入端，AC (N) 脚为交流市电（中线）输入端，+V 脚是直流输出电压正极， - V 脚是直流输出电压负极。R 脚为浪涌电流抑制端，通过外接电阻可抑制输入电压接通瞬间的浪涌电流，但在输入电压中断后 1s 内再次接入时，浪涌电流抑制电路不工作。SG 脚是电源接通信号返回端，模块并联工作时，输出引线应与电源接通信号返回线分开，各模块的 SG 脚应直接连在一起以保证同一电平。ENA 脚为电源接通信号输出端，集电极开路输出，当模块输出电压达到规定值时变为低电平，此时电源模块正常输出电压；为高电平时，模块不能加负载。PC 脚是并联工作控制脚，输入交流电压在 85 ~ 255V 时，模块可并联供电，将各模块的 PC 脚连在一起即可实现自动均流，但要注意每只模块输出功率不能超过输出功率，输出电流应设定在额定输出电流的 90% 左右，且只有输出功率相同的 PF - A 模块才能并联，并联数目不超过 5 只。IOG 脚是模块工作监控脚，集电极开路输出，模块正常工作时输出低电平，输出电压关断后延迟 500 ~ 700ms 变为高电平。AUX 脚是辅助电源输出脚，输出直流电压为 12 ~ 20V，输出电流为 10mA，实际应用中不能与其他脚短路。
图 由中电化学提供的 PF - A 系列模块引脚排列
- 输入电压范围：考虑到不同国家交流电压的差异，该模块输入交流电压范围为 85 ~ 265V。当输入交流电压超过 255V 后，功率因数校正电路不工作，模块直流输出电压等于输入交流电压的全波整流电压。
- 额定输出电压：交流输入电压在 85 ~ 255V 时，模块额定直流输出电压为 360V，输出电压精度为 2%；输入交流电压超过 255V 后，输出电压等于输入交流电压的全波整流电压。
- 输出功率：该系列模块有 PF500A - 360 和 PF1000A - 360 两种规格，PF500A - 360 输出功率为 500W，PF1000A - 360 输出功率为 1000W。当输入交流电压低于 100V 时，输出功率会相应降低，模块效率也会变化。
- 功率因数与效率：模块内部采用有源功率因数校正电路，输入电压在 85 ~ 255V 时，功率因数可达 0.99 以上；输入电压超过 255V 后，功率因数明显降低。输入电压在规定范围内时，模块效率可达 90% 以上，输入电压低于 100V 时，输出功率和效率都会受影响。
- 工作温度和储存温度：为保证模块正常工作，底板温度应保持在 85℃以下，需加装适当散热器。存放时，应储存在温度变化不大的场合，避免温度急剧变化造成结露影响模块内部焊点。
- 耐压与绝缘：模块输出端、输入端与底板间交流耐压值为 3kV（1min），耐压测试时测试仪电流极限应设定在 20mA，外加电压应从零逐渐增加到耐压值再逐渐降到零。采用带定时器的耐压测试仪时，仪器关断产生的脉冲电压可能损坏电源模块。输出端、输入端与底板间绝缘电阻应采用 500V 直流绝缘电阻测试仪测试，绝缘电阻值应大于 100MΩ。
- 过电压保护：模块内装有过压保护（OVP）电路，当输出电压超过设定的过电压保护值（390 ~ 420V）时，功率因数校正回路（PFHC）不工作，直流输出电压降到交流输入电压的全波整流电压。过压保护电路动作后，延迟 500 ~ 700ms，电源接通信号（ENA）变为高电平，模块输出电流中断，模块工作监控信号（IOG）也变为高电平。过电压保护动作后，需先切断交流输入电压，待输出电压下降到 20V 以下后再接通输入电压，功率因数校正电路才能恢复，且模块出厂时过电压保护值已设定，外部不能调整。
- 过热保护：模块具有过热保护功能，当环境温度或模块内部温度异常上升时，功率因数校正电路（PFHC）停止工作，直流输出电压降到输入交流电压的全波整流电压。模块底板温度达到 100 ± 15℃时，过热保护电路动作。输入交流电源切断后，底板温度降低到一定数值，再接通输入电源，功率因数校正电路可恢复正常工作。
PF - A 系列功率因数校正模块基本应用电路需要外接一些元件，包括不同规格的电容和电阻，以及输入保险丝和输出保险丝。电容 C1、C2、C3 应选用交流脉动电流额定值符合要求的电容器，安装时要尽可能靠近相应端子。电容 C4 用于降低噪声，需根据漏电流、EMC 和输出噪声等特性确定电容量，且要选用耐压高的电容器。电容 C5 根据输出脉动电压和输出电压保持时间选择，不同模块有不同的容量范围。电阻 R1 用于抑制浪涌电流，阻值可根据公式 R1 = Uin / It 计算，选用时还需考虑承受的浪涌电流耐量 I2t。输入保险丝和输出保险丝规格根据不同模块型号选择，输入保险丝要考虑外加电压和浪涌电流耐量等参数，输出保险丝应选用快速熔断型。
图 由中电华星提供的 PF - A 系列模块基本应用电路
