Полная мощность, которую потребляют от питающей сети подавляющее большинство источников питания, значительно превышает активную мощность. В результате необходимо увеличивать сечение подводящих проводов и применять более мощные питающие устройства, чем можно было бы при равенстве полной и активной мощностей. Полная мощность никогда не может превышать активную мощность. Они равны лишь в идеале. Отношение активной мощности к полной мощности называют коэффициентом мощности, а устройства, приближающие коэффициент мощности к единице, — корректорами коэффициента мощности.
Согласно ОСТ 45.188-2001, источники питания, которые отдают в нагрузку более 300 Вт, должны обладать коэффициентом мощности не менее 0,95, для чего между питающей сетью и их входами устанавливают корректоры коэффициента мощности. Кроме того, благодаря корректорам коэффициента мощности, можно значительно снизить коэффициент гармоник потребляемого от сети тока. Современные корректоры коэффициента мощности могут быть двух разновидностей: пассивными и активными.
Пассивные корректоры коэффициента мощности содержат соединенные определенным образом реактивные компоненты, например: дроссели, включенные последовательно с вторичными источниками питания, и фазосдвигающие “косинусные” конденсаторы, подключенные параллельно питающей сети. Поскольку частота работы дросселей такая же, как у питающей сети, их габариты и масса велики. Ориентировочная величина индуктивности дросселей — около 50 мГн. При размещении дросселя до сетевого выпрямителя необходимо выбрать вентили с высоким обратным напряжением, поскольку в противном случае импульсом ЭДС самоиндукции дросселя, возникающем при отключении корректора коэффициента мощности от питающей сети, они могут быть пробиты. Выброс напряжения можно ограничить на заданном уровне, зашунтировав обмотку дросселя стабилитроном или transil.
Пассивные корректоры коэффициента мощности не содержат преобразователей напряжения и потому не создают пульсаций с частотой коммутации. Благодаря этому, пассивные корректоры коэффициента мощности можно использовать совместно с чувствительной к высокочастотным излучениям аппаратурой, например, радиоизмерительной или медицинской. В этом заключается единственное достоинство пассивных корректоров коэффициента мощности.
Нагрузка пассивных корректоров коэффициента мощности должна быть неизменна, а с лучшими образцами можно достичь коэффициента мощности до 0,98 при работе на резистивную нагрузку. Во всех остальных случаях коэффициент мощности будет ниже. Пассивные корректоры коэффициента мощности рекомендуют применять совместно с источниками питания небольшой мощности не более 50 Вт.
Благодаря преобразованию энергии на высокой частоте, габариты и масса активных корректоров коэффициента мощности невелики. Обычно активные корректоры коэффициента мощности строят на основе повышающего импульсного преобразователя, а микросхемы для их задающих генераторов на данный момент широко распространены и доступны.
В моменты коммутаций ключевого транзистора импульсный преобразователь генерирует пульсации, которые могут проникнуть в питающую сеть. Во избежание этого между активным корректором коэффициента мощности и питающей сетью включают помехоподавляющие фильтры высокочастотных помех.
Электромагнитная совместимость активных корректоров коэффициента мощности хуже, чем у пассивных корректоров, и не со всякой нагрузкой возможна совместная работа. Нагрузку активных корректоров коэффициента мощности обычно допустимо менять в широких пределах без существенного снижения коэффициента мощности. Обычно активные корректоры коэффициента мощности используют вместе с мощными источниками питания (Рн > 50 Вт).
Следует заметить, что после введения в источник питания корректора коэффициента мощности в нем будет выделяться тепло, а общий КПД системы может уменьшиться.
