你不知道的功率因数标签
摘要
在大家印象中，功率因数就是指电压和电流之间相角差的余弦值。但这个说法是否在所有场合中都正确呢？如果在非正弦波电路场合呢？
你不知道的功率因数标签之功率因数
功率因数是衡量电气设备工作效率高低的参数指标。在交流电路中，它定义为有功功率与视在功率的比值。
在大家印象中，“功率因数由电压与电流之间的相位差决定，它的物理意义是指电压和电流之间相角差的余弦值”。
但只有在“正弦波电路中”，这个说法才是成立的。
如果在非正弦波电路中，功率因数与总谐波失真及基波功率因数有关。
下面以LED 驱动电源输入电流是典型的非正弦波，输入电压为正弦波波形的情况进行分析。其中，VAC输入交流电压，VC2整流二极管的充放电波形，IAC输入电流波形。
你不知道的功率因数标签之总谐波失真
根据傅里叶变换原理，其瞬时输入电流可表示为：
式中，n是谐波次数。输入总电流有效值可表示为：
上式根号中，I1为基波电流有效值，其余的I2、I3分别代表2,3,…n次谐波电流有效值。电流总谐波含量反映了电流波形的畸变特性，用基波电流百分比表示的电流总谐波含量叫总谐波失真THD，也叫总谐波畸变率。
你不知道的功率因数标签之基波功率因数
根据功率因数PF的定义，功率因数PF是指交流输入的有功功率P与输入视在功率S之比值，即
其中，U为输入电源电压；COSφ1叫基波功率因数（相移因数），它反映了基波电流I1与电压U的相位关系，φ1是基波相位角；输入基波电流有效值I1与输入总电流有效值Irms的百分比即λ=I1/Irms叫输入电流失真系数。
你不知道的功率因数标签之功率因数与总谐波失真及基波功率因数的关系
上式表明，在非正弦波电路中，功率因数PF不仅跟基波电流与电压之间的相位角有关，而且还与输入电流失真系数λ有关。输入电流失真系数就是基波电流相对电压的滞后情况。将式（2）与（4）代入式（5）,则功率因数PF与总谐波失真THD有如下关系：
上式说明，在相移因数COSφ1不变时，降低总谐波失真THD，可以提高功率因数PF；反之也能说明，PF越高则THD越小。例如，当相移角φ1=0，THD=30%时，PF=0.9578；THD=10%时，PF=0.9950。
在以前，电气设备的波形比较接近正弦波，谐波不多，大多数情况下基波电流I1
≈总电流Irms，输入电流失真系数λ≈1，COSφ≈COSφ1，所以COSφ可以等同为功率因数。而在非正弦供电电路中，功率因数没有明确的物理意义，我们更多关注的应该是基波功率因数COSφ1(相移因数)。
