PFC 的功能
在電子電路中，因為電力系統為交流電，但是大部分的負載都是直流電，因此在這類直流負載中都需要把交流電轉換為直流電，這類電路也稱作 AC/DC 轉換器，各國對於市電用電的法規不同但是基本上在 60~75W 以上的負載就會要求「功率因數」( PF, Power Factor ) 需大於 0.9 ，若功率因數低於 0.9 就需要「功率因數校正」( PFC, Power Factor Correction )，不然就會依據功率因數進行罰款。
一、PFC 的功用
下面圖1 ( 左 ) 是傳統的橋式整流電路特性，其中可以發現幾個特徵：(1) 電容電壓會有明顯的電壓漣波；(2) 電流會呈現類似鋸齒波的狀況；(3) 功率因素低；(4) 電流諧波大。這些現象都會對電力系統造成許多不好的影響，因此電力公司會提出 PFC 的規範，經過 PFC 的負載特性如圖1 ( 右 )，可以明顯的發現上述的四種現象都會有明顯的改善。
另外， PFC 電路還有一個好處，就是可以降低電源傳輸線的電流，降低電力系統輸配電的損失，所以 PFC 的控制已經廣泛的應用在多數電子設備中。
二、PF 值的計算
在單相交流電中，實功率 P 與視在功率 S 的比值，稱為功率因數 PF = cosφ = P / S ，其計算公式為：P = V×I×cosφ ，其中的 φ 指的是電壓和電流的相位差。
三、PFC 電路工作原理
PFC 又可以分為兩種，一種是被動式 PFC，一種是主動式 PFC。被動式 PFC 採用電感與電容補償方法使交流輸入的基頻電流與電壓之間相位差減小來提高功率因數，但被動式 PFC 的功率因數不是很高，只能達到 0.7~0.8；主動式 PFC 由電感、電容及主動電子元器件組成，體積小，可以達到很高的功率因數，但成本要比被動式 PFC 高。
不管事主動式 PFC 或是 被動式 PFC 的電路功能都是相同的，目的都是將圖1 ( 左 ) 的電流波形修正成圖1 ( 右 ) 的電流波形，但是被動式修正效果較差，所以修正後電流只是類似正弦波，但還是會有明顯失真，而主動式 PFC 則可以大幅避免電流的正弦波失真狀況，所以功率因數可以輕易達到 0.9 以上，甚至可以達到 0.99。
目前主動式PFC電路中大多採用高集成度的 IC，這類電源統稱模擬電源；另一部分則有些會採用數字晶片當作電路的控制器，這類電源稱作數字電源。而採用主動式 PFC 電路的 PC 電源，具有以下特點：
- 輸入電壓可實現全電壓輸入 ( 90 ~ 264 Vac)。
- 功率因數 > 95 。
- 效率高。
- 體積小。
- 輸出不隨輸入電壓波動變化，因此可獲得高度穩定的輸出電壓。
- 主動式PFC輸出DC電壓紋波很小，因此不需要採用很大容量的濾波電容。
四、主動式 PFC 電路種類
主動式 PFC 因為有許多優點，再加上各國都訂出了 PFC 相關法規，因此主動式 PFC 已經普遍的應用在各種家用電器之中，這類主動式 PFC 的電路拓撲有許多種類，在此初步先介紹下列的四種較常見的主動式 PFC 電路拓撲，未來也會對下列各種拓撲的電路原理及控制方法做更加深入的介紹。
- 【全橋整流式升壓 PFC 電路】如圖 2所示，此為最常見的一種，由全橋整流搭配升壓電路實現的拓撲，在控制上較簡單且開關少，所以成本也較低。
- 【無橋式 PFC 電路】如圖 3所示，此拓撲可以提升 PFC 電路的轉換效率，因為電路中的二極體較少壓降損失少，所以效率會比較高，但因為多一個開關原件，所以控制會比較複雜，價格會較高。
- 【Totem-pole PFC 電路】如圖 4 所示，此拓撲與無橋式 PFC 電路相當類似，都是透過減少電路中的二極體來提升效率，差別在開關元件的位置，此電路有一個上臂開關元件，所以在驅動元件的成本上會略高於無橋式 PFC 電路。
- 【全橋開關式 PFC 電路】如圖 5 所示，此拓撲是將 Totem-pole PFC 電路中的二極體用開關元件取代，因為開關元件的導通損失會比二極體來的低，所以在對效率有極高要求的應用經常可以看到這種拓撲，但因為開關元件多，所以在成本及開發難度上都是最高的。
圖2. 全橋整流式升壓 PFC 電路。 
圖3. 無橋式 PFC 電路。
圖5. 全橋開關式 PFC 電路。
五、參考文獻：
- 電力電子學綜論，全華圖書，EPARC，2007/3。
- 維基百科資料庫。