1. Công suất DC
Công suất được định nghĩa là tỉ lệ năng lượng được chuyển qua một bề mặt trong một đơn vị
thời gian. Đối với dòng điện một chiều (Direct Current – DC ) do đặc tính của nó với các hạt điện
tử chỉ chuyển động theo một hướng với chiều từ âm sang dương (dòng quy ước có chiều từ
dương sang âm ) nên công suất mà nó tạo ra được tính bằng công thức:

P=U.I
Trong đó: P là giá trị công suất với đơn vị tính là W (Watt)
U là hiệu điện thế với đơn vị tính là V (Volt)
I là cường độ dòng điện với đơn vị tính là A (Ampe)Do vậy, khi nói đến công suất trong mạch điện một chiều thì đó luôn luôn là công suất thật. Công
suất trong mạch điện xoay chiều không đơn giản như vậy vì nó có chứa tới 3 thành phần công
suất khác nhau là công suất thật,công suất biểu kiến và công suất phản kháng.
2. Công suất AC
Trong mạch điện xoay chiều (Alternating Current – AC) do trong mạch điện xoay chiều đều tồn
tại 3 thành phần cuộn cảm (L), tụ điện (C) và điện trở (R). Trong đó L và C được coi như các kho
tích luỹ năng lượng có thể làm đảo ngược định kỳ dòng chảy của năng lượng hay nói cách khác,
là khi tồn tại L hoặc C trong mạch điện xoay chiều thì năng lượng đưa vào không được tiêu thụ
hết. Trung bình trong một chu kỳ hoàn thành của một dạng sóng AC, năng lượng do dòng điện
tạo ra sẽ có 2 phần, năng lượng đi theo một hướng vào thiết bị được gọi là công suất thật hay
công suất tiêu thụ (P). Phần năng lượng được tích luỹ quay trở lại nguồn trong mỗi chu kỳ được
gọi là công suất phản kháng (Q).
- Công suất thật, công suất biểu kiến và công suất phản kháng :
Ví dụ, trong một mạch điện AC đơn giản với nguồn điện cung cấp và một tải tuyến tính, nguồn
điện có điện áp và dòng tải dạng hình sin. Nếu tải hoàn toàn thuần trở (tải chỉ mang tính trở
kháng – R), hai giá trị điện áp và dòng điện sẽ tăng đồng pha (tăng giảm cùng lúc), năng lượng
sẽ dịch chuyển theo một hướng duy nhất, trong trường hợp này chỉ có công suất thật đi qua.
Nếu tải không thuần trở, trong mạch chỉ chứa thành phần cảm kháng L hay dung kháng C, sẽ có
sự lệch pha giữa điện áp và dòng điện trong mỗi chu kỳ của dạng sóng AC . Ví dụ, lệch pha 90

Công suất biểu kiến
Apparent Power (S) – đơn vị Volt-Ampere (VA)
Trong biểu đồ, P là công suất tiêu thụ thực tế, Q là công xuất phản kháng, S là công suất biểu
kiến. Công suất phản kháng không tạo ra năng lượng thực, do đó nó đại diện bằng một trục
tưởng tượng trên biểu đồ. Độ lớn của góc cosine (φ) thể hiện mối tương quan giữa công suất
tiêu thụ thật và công suất phản kháng.
Đơn vị W được thể hiện cho các giá trị công suất thực. Đơn vị VA thể hiện giá trị công suất biểu
kiến vì nó là sản phẩm của 2 giá trị điện áp RMS và dòng điện RMS. Đơn vị var thể hiện giá trị
công suất phản kháng với 2 giá trị điện áp và dòng điện phản kháng.
Mối quan hệ giữa 3 giá trị công suất này được thể hiện qua công thứcS=P+jQ
Với j là đơn vị ảo

- Hệ số công suất – Power Factor (PF)
Tỉ lệ giữa công suất tiêu thụ thật và công suất phản kháng được gọi là hệ số công suất. Trong
trường hợp dòng điện AC là dạng sóng sin thuần tuý, hệ số công suất là cosine của góc pha (φ)
giữa dòng điện và điện áp của dạng sóng sin, vì lý do này trong các tài liệu kỹ thuật người ta
thường viết tắt hệ số công suất là “cosφ”. Hệ số công suất không có đơn vị riêng, giá trị của nó
được thể hiện từ 0 đến 1 và có thể được diễn tả bằng tỉ lệ phần trăm, ví dụ như PF=50%. Được
thể hiện bằng công thức
thiết bị sử dụng điện có hệ số công suất thấp. Nhà phân phối điện ngoài việc tăng giá điện với
các khách hàng lớn, họ còn kiểm soát công suất phản kháng bằng các thiết bị đo chuyên dùng
nhằm hỗ trợ khách hàng tìm các biện pháp làm gia tăng hệ số công suất, đồng thời phạt những
khách hàng nào để hệ số công suất thấp hơn tiêu chuẩn.

3. Điều chỉnh hệ số công suất – PFC (Power Factor Correction)
- Điều chỉnh hệ số công suất tuyến tính
Điều chỉnh PFC tuyến tính áp dụng cho các thiết bị tiêu thụ trực tiếp điện áp lưới. Việc điều chỉnh
có thể đạt được bằng việc thêm vào hay bớt ra các cuộn dây hay tụ điện cho thiết bị. Như động
cơ mang tính cảm kháng có thể điều chỉnh PFC bằng việc đấu thêm một tụ song song với cuộn
dây vận hành nhằm giúp triệt tiêu công suất phản kháng, làm giảm công suất biểu kiến và tăng
hệ số PF. Thiết bị điều chỉnh hệ số công suất không những được áp dụng trong ngành công
nghiệp điện mà nó còn có thể sử dụng với người dùng cá nhân khi muốn làm giảm tổn hao trên
đường truyền và ổn định điện áp cho tải.
Thiết bị điều chỉnh hệ số công suất thực chất là một thiết bị cung cấp một công suất phản kháng
tương ứng và đối nghịch lại với công suất phản kháng được tạo ra của thiết bị. Thêm tụ điện hay
cuộn dây vào quá trình để huỷ bỏ đi hiệu ứng cảm ứng hay điện dung tương ứng được tạo ra.
Động cơ có tính cảm ứng có thể được bù bằng các tụ lọc, lò hồ quang điện có tính điện dung có
thể bù bằng các cuộn dây.
Khi thêm vào hay lấy ra các thiết bị bù công suất phản kháng có thể tạo ra sự biến động điện áp
hay tạo ra các méo hài, trong trường hợp xấu nhất các thành phần bù công suất phản kháng có
thể tạo ra hiện tượng cộng hưởng với hệ thống được bù, làm cho điện áp tăng cao và gây mất
ổn định cho hệ thống. Do vậy việc điều chỉnh hệ số PFC không thể đơn giản là việc thêm hay bớt
các thành phần, mà nó cần được tính toán phù hợp với từng mức công suất tải trên thiết bị.
Để tránh trường hợp trên, ứng dụng việc bù hệ số công suất PFC bằng các thiết bị bù tự động.
Thiết bị này bao gồm nhiều tụ điện được đóng hay ngắt ra khỏi thiết bị được bù công suất phản
kháng bằng các công tắt. Các công tắt này lại được điều khiển bằng một thiết bị điều khiển trung
tâm có khả năng đo hệ số công suất bằng việc đo dòng tải và điện áp của thiết bị qua các cảm
biến dòng được gắn trên đường truyền dẫn điện năng, trước khi vào thiết bị. Tuỳ thuộc vào tải và
hệ số công suất của thiết bị, bộ điều khiển sẽ đấu nối tuần tự các tụ bù vào mạch sao cho giá trị

là một phương pháp đơn giản và rẻ tiền để điều chỉnh hệ số công suất và làm giảm sóng hài tuy
nhiên nó lại không hiệu quả bằng phương pháp điều chỉnh hệ số công suất tích cực Active PFC.
5. Điều chỉnh hệ số công suất tích cực – Active PFC
Là một hệ thống điện tử công suất có chức năng kiểm soát năng lượng cung cấp cho tải, điều
chỉnh hệ số công suất ở mức tốt nhất trên mọi mức tải. Trong thiết kế thực tế, mạch Active PFC
điều khiển dòng nạp cho tải sao cho dạng sóng của dòng vào cùng pha với dạng sóng ở đầu vào
(ở đây là sóng sin). Về cơ bản có 3 dạng mạch Active PFC được sử dụng, là; Boost, Buck và
Buck-Boost.

Trong PSU, dạng mạch được sử dụng thông dụng nhất là Boost. Một mạch chuyển đổi được
chèn vào giữa cầu nắn điện và tụ lọc chính. Nó tạo một điện áp DC ổn định ở đầu ra và duy trì
dòng điện vào luôn đồng pha với tần số của điện áp vào. Phương pháp này đòi hỏi phải thêm
một số linh kiện chuyển mạch bán dẫn công suất và mạch điều khiển nhưng bù lại nó có kích
thước nhỏ hơn mạch Passive PFC.
Dạng mạch điều chỉnh hệ số công suất Active PFC có thể hoạt động trên một dải điện áp vào rất
rộng, từ 90VAC đến 264VAC, đặt tính này rất được người dùng chào đón, nó giúp cho họ không
cần quan tâm tới mức điện áp phù hợp với PSU tại khu vực mình đang ở, ngoài ra nó còn giúp
PSU hoạt động được ở những khu vực có điện ápAC không ổn định. Mạch Passive PFC thực tế trong PSU
Giá trị đo của PSU có Passive PFC

Kết quả: Ở cùng một mức điện thế vào 220VAC và công suất DC ra là 250W thì PSU có PFC cho
giá trị dòng điện vào thấp hơn là 2.1A so với 2.5A của PSU không có PFC. Công suất tiêu thụ
cũng giảm đi tương ứng, giá trị hệ số công suất tăng từ 0.591 lên 0.744.