역률 개선 회로

역률 개선 회로란 PFC(Power factor correction) 회로라고도 불리며 전원 품질 향상을 위한 회로를 말한다. 구체적으로는 역률을 가능한 한 1에 가깝게 만드는 것을 목적으로 개선을 수행하는 회로이다. 전압과 전류의 위상 차이를 없애는 동시에 고조파 전류의 억제를 도모한다.

고조파의 억제는 국제 규격 IEC 61000-3-2의 클래스에 따라 최대 허용 고조파 전류가 규정되어 있으며 관련 전자기기에는 기본적으로 PFC가 요구된다.

역률 개선 회로에는 크게 패시브 방식, 부분 스위칭 방식, 스위칭 방식(액티브 방식)의 3가지 개선 방식이 있다.

패시브 방식은 전원에 리액터를 직접 삽입하는 것으로 일반적으로 소용량 전원 회로에 사용된다. 부분 스위칭 방식은 패시브 방식의 리액터 삽입부에 스위치 소자를 추가하여 반주기 동안 스위칭 동작을 수행하는 방식을 말한다. 스위치 소자를 온으로 하여 전류가 흐르지 않던 구간에도 전류를 흐르게 함으로써 입력 전류의 통전 영역이 넓어져 역률을 개선할 수 있다. 스위칭 방식(액티브 방식)의 역률 개선 회로는 다이오드 브리지와 부하 사이에 승압 컨버터(승압 초퍼 회로)를 삽입하고 온오프에 의해 전류를 제어하여 입력 전압과 위상을 맞춤으로써 역률을 개선하는 방식이다. MOSFET 등에 의한 고주파 스위칭 동작을 통해 커패시터나 리액터를 콤팩트하게 설계할 수 있다.