2025-08-26

功率因數校正（PFC）技術解析：提升電力使用效率的核心關鍵

功率因數校正（PFC）技術解析：提升電力使用效率的核心關鍵

隨著節能法規日益嚴格與工業設備高度電子化，如何在提升能源使用效率的同時維持系統穩定性，成為電源設計中不可忽視的課題。功率因數校正（PFC, Power Factor Correction）便是實現電力使用高效率與穩定電源系統的關鍵技術之一。

☑ 什麼是 PFC（功率因數校正）？

PFC 是 Power Factor Correction（功率因數校正）的縮寫，是一種用來改善交流電源輸入使用效率的電源技術。它的目的在於讓設備從電網所汲取的電流與電壓波形同步，從而降低無效功率（Reactive Power）與諧波失真。

在理想情況下，電流與電壓的波形應同相位，這時功率因數（Power Factor）為 1，表示能源使用效率最高。然而多數電子設備（如整流器或開關電源）在轉換過程中會使電流波形扭曲，導致：

  • 功率因數降低
  • 電網電流失真（非正弦波）
  • 高諧波污染，影響其他設備運作

導入 PFC 電路可有效修正這些現象，進而提升電力系統使用的效率與穩定性。

☑ 為什麼需要 PFC？

若未實施 PFC，設備從電網吸收的電流將會不連續且失真，進而產生大量無效功率與總諧波失真（THD），影響如下：

  • 能源使用效率降低
  • 供電系統的導線、變壓器負載增加，成本提升
  • 電網污染（Mains Pollution）增加
  • 對鄰近設備造成干擾與 EMI 問題

這些問題不僅影響自身系統效率，也可能導致整體廠區電力品質下降。

☑ PFC 的兩種形式

  1. 被動式 PFC（Passive PFC）
    • 利用電感、電容等被動元件改善功率因數
    • 結構簡單、成本低
    • 但體積大、效率有限，通常適用於低功率應用
  2. 主動式 PFC（Active PFC）
    • 使用控制器與開關元件動態調整輸入電流波形
    • 效率高、體積小、可達到 0.95~0.99 的功率因數
    • 為目前中高功率應用的主流選擇，如工業自動化、通訊設備、電動載具充電系統等

☑ 法規推動 PFC 普及

目前多數國家與地區已針對設備的功率因數制定法規，例如歐盟的 EN 61000-3-2，明確要求超過特定功率的電子設備必須搭配 PFC 電路以降低諧波干擾。

具備良好 PFC 設計的設備更容易通過以下測試與認證：

  • EMC 規範（EN 55032 / CISPR32）
  • 國際能效與電磁相容標準
  • CB、UL、CE 等安規標章

☑ 導入 PFC 的四大系統優勢

  1. 提升能源效率，降低碳排放

    功率因數提升可直接減少能量浪費，支援企業 ESG 策略。

  2. 降低佈線與變壓器成本

    更平滑的電流輸入可減少導線發熱，降低系統成本與熱管理負擔。

  3. 改善電網品質，避免干擾其他設備

    降低 THD 與 EMI，保障工廠穩定運作。

  4. 加速通過國際認證與市場導入

    滿足能效與安規要求，加快產品上市時程。

☑ ARCH 開關電源中的 PFC 實踐

ARCH Electronics 的 AC-DC 開關電源皆內建主動式 PFC 功能，具備以下優勢：

    • 輸入電壓範圍廣，功率因數高達 >0.95
    • EMC 設計通過 EN 55032 Class B
    • 通過 CB、UL、CE 等認證
    • 支援 90–264VAC 輸入，適用於全球市場

應用範圍涵蓋自動化控制系統、工業儀器、能源管理、EV 充電模組等。

    ☑ 結語：選對 PFC，打造更高效的電源解決方案

    功率因數校正雖非最具「話題性」的電源技術，卻是影響整體系統能效、法規合規與使用壽命的重要基石。從低功耗 IoT 裝置到高功率的工業電源設計，導入合適的 PFC 技術，是打造高效、安全、永續電源系統的關鍵一步。

      🔗 探索我們的主動式 PFC 開關電源產品線 (100W以上機種)

      📧 聯絡 ARCH 取得技術支援或樣品: sales@archcorp.com.tw