功率因数一种定义是PF =P/S，P为有功功率，S为视在功率，Q为无功功率，满足功率三角关系S2=P2+Q2。另一种定义是PF=cosφ，φ指电流和电压的相位差。但是两种方法得到的结果不一样，另外仿反激或者断续模式的Boost电路时得到功率因数都比较低（0.6-0.7左右），有怀疑过自己的测试方法有问题但一直未发现。
测功率因数的两种方法结果不一样？
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@boy59
为方便数据验证采用标准正弦波输入，其中电压有效值Urms=(1/T∫v(t)2*dt)-2，电流有效值Irms=(1/T∫i(t)2*dt)-2，视在功率S=Urms*Irms，有功功率P=1/T∫v(t)*i(t)dt。测试电路如下：[图片] 图1-1功率因数测试电路1测试的结果如下：[图片] 图1-2电流电压波形及有效值图1-2中有效值的仿真结果符合标准正弦波峰值与有效值之间的sqrt2的关系。（311=220*1.414）[图片] 图1-3功率因数和功率图1-3符合功率三角关系Ps2=Pr2+Pq2，在之前仿AC/DC电路时已验证了有功功率Pr≈Po（系统近似无损）。
采用第二种方法的结果如下
图1-4 电流、电压相位差
由sinφ=1.9225/5 推出
PF=cosφ=0.923
第一种方法得到的pf=0.826两者不一致，如果纯电阻两者的PF=1，如果纯电容两者的PF=0，在中间段二者不一致问题出在哪里？
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接下来验证非正弦波时的测量结果，为方便验证采用DC-DC Boost电路。
图1-5 DC-DC Boost电路
Boost电路的参数如上图，测试结果如下：
图1-6 输入电流及输出电压波形
图1-6三角波的有效值为峰值*sqrt(D/3)对于电流为Irms=IpK*(D/3)-2，其中D=0.22+0.64=0.86计算得Irms=1.4与测量结果一致。因是直流输入所以电压有效值Urms=Vin=300V。
图1-7 功率因数及功率
计算输入功率=0.5*Vin*Ipk*D=0.5*300*2.63*(0.22+0.64)=339.27，计算输出功率Po=Vo*Vo/R=160000/473.12=338.18，可以得出输入功率≈输出功率≈有功功率Pr。
计算视在功率Ps=Urms*Irms=300*1.3971=419.13，与图1-7测量结果Ps=416一致。
计算功率因数PF=339.27/419.13=0.809，图1-7测量结果PF=0.8。至此可以确认这种积分法测功率因数的结果是准确的，比较迷惑的是非连续模式的Boost电路或反激电路是如何实现高功率因数的？
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@boy59
接下来验证非正弦波时的测量结果，为方便验证采用DC-DCBoost电路。[图片] 图1-5DC-DCBoost电路Boost电路的参数如上图，测试结果如下：[图片] 图1-6输入电流及输出电压波形图1-6三角波的有效值为峰值*sqrt(D/3)对于电流为Irms=IpK*(D/3)-2，其中D=0.22+0.64=0.86计算得Irms=1.4与测量结果一致。因是直流输入所以电压有效值Urms=Vin=300V。[图片] 图1-7功率因数及功率计算输入功率=0.5*Vin*Ipk*D=0.5*300*2.63*(0.22+0.64)=339.27，计算输出功率Po=Vo*Vo/R=160000/473.12=338.18，可以得出输入功率≈输出功率≈有功功率Pr。计算视在功率Ps=Urms*Irms=300*1.3971=419.13，与图1-7测量结果Ps=416一致。计算功率因数PF=339.27/419.13=0.809，图1-7测量结果PF=0.8。至此可以确认这种积分法测功率因数的结果是准确的，比较迷惑的是非连续模式的Boost电路或反激电路是如何实现高功率因数的？
将测试电路接入AC电源，测试结果如下：
图1-8 断续模式Boost PFC电路
测断续模式的Boos PFC电路的功率因数为0.735（输入220有效值，输出400V）。
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@boy59
[图片] 图1-11反激变频临界模式变频临界模式反激测得的功率因数比定频断续模式略高一些PF=0.464。
在反激电路的整流桥后加一个LC滤波电路可以提高功率因数，电路如下
图1-12 带LC滤波的高功率因数反激电路
因开关频率比较低所以电感的取值都偏大，仿真的结果如下：
图1-13 带LC滤波的反激仿真结果
带LC滤波的反激已经不单纯是反激了更接近于Boost+Flyback的组合特性，资料中介绍的高功率因数反激一般都是纯反激电路没有外加滤波电感，比如L6561芯片手册给的电路
图1-14 高PF反激电路
根据图1-11的仿真结果反激电路的功率因数不超过0.5，这个可以算高功率因数？或者我的测试方法还存在问题？
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@boy59
在反激电路的整流桥后加一个LC滤波电路可以提高功率因数，电路如下[图片] 图1-12 带LC滤波的高功率因数反激电路因开关频率比较低所以电感的取值都偏大，仿真的结果如下：[图片] 图1-13带LC滤波的反激仿真结果带LC滤波的反激已经不单纯是反激了更接近于Boost+Flyback的组合特性，资料中介绍的高功率因数反激一般都是纯反激电路没有外加滤波电感，比如L6561芯片手册给的电路[图片] 图1-14高PF反激电路根据图1-11的仿真结果反激电路的功率因数不超过0.5，这个可以算高功率因数？或者我的测试方法还存在问题？
上述功率因数计算方法没有问题，实际电路中都会有EMI滤波器由于EMI滤波器的平滑滤波作用提高了功率因数。
图1-15 加入EMI滤波器后的临界Boost-PFC波形
图1-16 加入EMI滤波器后的定占空比Boost-PFC波形
采用断续定占空比或临界PFC控制模式的“脉动波”更接近正弦波规律所以滤波后效果较好，这种应当属于被动滤波当工作参数发生变化时PF值会降低，性能略低于主动、连续模式的PFC电路。
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