这个现象的原因是，电感和电容属于储能设备，本身不消耗能量。
在这个储能放能的过程中，能量都被消耗在了供电线上了，用电设备 由于没有消耗能量，供电厂不能收取电费，但供电厂依然需要架设对 应的供电设备，并且不停的提供能量。
供电厂
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详细分析各种负载的情况（二极管的情况）
基波和偶次谐波组合，必然
出现波峰波谷相加相消的情
1
况，不可能组合出正负对称
2
的波形
相加 相消
基波和奇次谐波组合，可以
出现完全相加的情况，从而
1
组合出正负对称的波形
3
相加 相加
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考虑THD后的PF
真实应用中，设备往往同时包含电容/电感和有源器件，因此电流波形 既表现出和电压正弦的相位差，又表现出非正弦特性，如下图，此时， 功率因素的定义为：
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偶次谐波和奇次谐波
仔细观察可以发现，电流谐波失真图上，偶次谐波的分量几乎为0。
这个不是偶然，在电力领域，谈到谐波失真，都不需要考虑偶次谐波， 只考虑奇次谐波，因为偶次谐波分量可以忽略。
偶次谐波分量为0的原因在于电流波形总是呈现正负对称的形式，这种 对称波形称为奇谐波形，其偶次分量为0，其分析如下：
用电流和电压的相位角之差的余弦值作为功率因数。
PF大还是小比较好？
术交流 2020年7月27日星期一
总谐波失真（THD）
非正弦的周期波形能够拆分成傅里叶级数，这样就得到了该周期波形 的基波和各次谐波。
用总谐波失真来表示各次谐波的大小，在供电领域，谐波的大小特指 电流的大小。
PF低的原因有2个，电容或电感引起的电流相位偏移，有源器件引起 的波形失真。
提高PF的电路称为PFC电路，PFC的思路也是分为2个：
增加补偿电路，比如负载为电容，就在供电线路上加入电感，这种方法称 为无源PFC，常用于只有相位偏移的场合；
THD既要小，同时还要在高频处的谐波分量尽量的小，以减少干扰。
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概要
理解交流供电的特殊性 理解PF和THD ★PPFC原理及实现思路 APFC原理及实现思路
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功率因数校正(PFC)的基本思路
第一步，求出每一个高次谐波和基波的比值； 第二步，比值求和，理论上H可以取到无穷大，但实际应用中，H不会取很
大，一般几十就足够精确了； 第三步，开方。
THD
N
H
(
IN
)2
N2 I1
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谐波失真的图形表示
总谐波失真代表了供电能力的浪费，而高次谐波的幅度则代表了电磁 干扰的强度，因此通常还会使用图标来表示谐波失真，这样可以比较 形象的看出谐波失真的电磁干扰危害程度。
电源系统的非理想性：PF和PFC
V1.5
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概要
★理解交流供电的特殊性 理解PF和THD PPFC原理及实现思路 APFC原理及实现思路
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理解供电厂与用电设备模型
供电厂提供的为交流电，也就是说，供电厂提供的能量是呈现出正弦 形式的波动的，而不是一直持续不变的功率。
供电厂
用户
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概要
理解交流供电的特殊性 ★理解PF和THD PPFC原理及实现思路 APFC原理及实现思路
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功率因数（PF）
为了描述这种电容电感导致的，电流和电压不同步的情况，引入功率 因数的定义。
+
+
电压
电流
t
t
功率
-
-
+
+
-
5
t
t
-
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详细分析各种负载的情况（电阻V.S. 感容）
由前面的图可以看到，消耗的功率=U*I，电阻消耗的总是正功，而电 容和电感却不是，一会正功，一会负功，也就是说，电感和电容一会 从供电厂吸取能量，一会向供电厂提供能量。
THD大还是小比较好。
1次谐波(基波) 2次谐波
THD
大于1次的谐波总量 1次谐波
3次谐波
4次谐波 N次谐波
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谐波失真的危害
供电厂产生的电流波形是基波的正弦，而其他高次谐波的波形是供电 厂无法产生的，因此供电厂必须使出额外的力气来产生所有的高次谐 波，因此THD实际上描述了供电厂必须具备的额外供电能力，或者说 做的无效功。
二极管形成的整流电路，加上电容，用来产生直流输出，这是一种很 常见的结构，只有在AC电压比电容电压高时，二极管才能导通，此时 才有电流，为了提供整个周期的功率，在此范围内必须有很大的电流， 也就是说，AC源必须在短短的时间内提供够用很长一端时间的能量给 设备。
由于供电厂只能产生正弦形式的功率输出，为了达到这个目的，供电厂必 须建设远超出正常消耗的供电设备，以维持用电设备的用电。
谐波失真的其他危害还表现在产生了一些高频的信号，这些信号会干 扰其他设备，这个干扰可以通过线路传导，也可以通过辐射传播，线 路传导称为RFI，辐射传播称为EMI。
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总谐波失真的具体计算
谐波失真描述的是一堆正弦信号，或者说交流信号，交流信号讲究的 是有效值，因此必须使用方和根来计算，其公式如下：
电厂到用电设备之间的传输线是有电阻的，这些电阻会消耗能量。 用电设备有电阻性的，也有电容和电感性的。
瞬时功率最大 瞬时功率最小
..
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各种负载类型的设备的等效电路
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各种负载的情况
下图示出了4种类型负载的消耗能量的情况
+
PF Kd *cos
t
Kd为失真系数，定义如下：
-
Kd 1 1 THD 2
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小结
现在可以看到，对用电设备的友好性可以用PF来衡量，很多时候PF和 THD是存在关系的，THD越大，PF越低，但THD小不意味着PF高，还 要考虑电流相位的影响。