Hệ số công suất cho biết nguồn điện được sử dụng hiệu quả như thế nào và được thể hiện bằng số giữa 0 và 1. Hệ số công suất cao có nghĩa là dòng điện được sử dụng hiệu quả, ngược lại hệ số công suất thấp cho biết sự sử dụng nguồn điện kém. Để hiểu về hệ số công suất, bạn phải hiểu được điện năng được tiêu thu như thế nào.

Thông thường, có 2 loại tải trên dòng AC:

+ Trở lại (Resistive) – Điện nang được chuyển thành nhiệt, ánh sáng, chuyển động hay vận hành.

+ Tải cảm ứng (Inductive) – Duy trì một trường điện từ, như là một máy biến thể hay một động cơ.

Một trở tải thường được gọi là công suất vận hành (working power) và được đo bằng KW (Kilowatt). Một tải cảm ứng được gọi là công suất vô công (reactive power) và được đo bằng KVAR (kilovolt-amperes-reactive). Công suất vận hành và công suất vô công cùng tạo nên năng suất biểu kiến (apparent power), và được đo bằng KVA (kilovoltampere). Hệ số công suất được đo bằng tỉ lệ giữa công suất vận hành với năng suất biểu kiến, hoặc công suất vận hành/năng suất biểu kiến (KW/KVA). Hệ số công suất lý tưởng là 1, lúc công suất vận hành bằng với năng suất biểu kiến.

Khái niệm về trwor tải hoặc công suất vận hành thì khá dễ để hiểu. Ví dụ một bóng đèn tròn tiêu thụ 100W sinh ra 100W nhiệt độ và ánh sáng. Đây hoàn toàn là một trở tải. Tài cảm ứng thì có phần hơi khó hiểu hơn. Nghĩ về máy biến thể, trong đó có một cuộn dây đồng để tạo ra trường điện tử rồi tạo ra dòng điện trên thiết bị khác của cuộn dây. Một lượng điện năng cần thiết được duy trì trong cuộn dây này để tạo ra từ trường, ngay cả khi không có hoạt động nào. Một máy biến thế thì không kết nổi được với bất kỳ tải cảm ứng nào. Một năng suất biểu kiến tồn tại để phát sinh các trường, nhưng không có công suất vận hành bởi vì không có hoạt động nào.

Khi nối máy biến thế vào một tải, nó dùng cả công suất vận hành và công suất vô công. Nói cách khác điện năng được sử dụng để vận hành (ví dụ, nếu máy biến thế cung cấp nguồn cho một bóng đèn tròn) và năng suất biểu kiến được dùng để duy trì trường điện từ trong cuộn dây của máy biến thế. Trong mạch điện AC, nhưng tải có thể trở thành không đồng bộ hoặc lệch pha, nghĩa là chúng không đạt đỉnh đồng thời, tạo ra độ méo hài trên dòng điện. Tôi đã từng thấy một động cơ điện gây ra sự méo mó trên TV cắm vào cùng một mạch nguồn với nó.

PFC thường liên quan đến việc bổ sung điện dung để duy trì tải cảm ứng mà không cần kéo thêm nguồn điện. Điều này làm cho công suất vận hành và năng suất biểu kiến bằng nhau, kết quả là hệ số công suất bằng 1. Điều đó thường không đơn giản như là việc thêm các tụ điện vào mạch, mặc dầu điều đó có thể thực hiện và được gọi là điều chỉnh hệ số công suất thụ động (passive). Điều chỉnh hệ số công suất chủ động (active) liên quan đến một mạch thông minh được thiết kế để phù hợp với trở tải và tải cảm ứng vì thế ổ cắm điện xem như các tải giống nhau.

Một bộ nguồn với hệ số công suất chủ động lấy dòng điện độ méo thấp từ nguồn điện xoay chiều và có hệ số công suất từ 0.9 hoặc cao hơn. Một bộ nguồn không điều chỉnh hệ số công suất lấy dòng điện biến dạng cao và thỉnh thoảng được xem như là tải phi tuyến (nonlinear load). Hệ số công suất của một bộ nguồn không điều chỉnh thường là 0.6 – 0.8. Cho nên chỉ 60% năng suất biểu kiến thật sự được dùng!

Việc dùng cho một bộ cấp nguồn có PFC chủ động có thể hoặc không thể giảm hóa đơn tiền điện của bạn ( nó phụ thuộc vào cách đo điện năng), nhưng chắc chắn giảm tải trên đường dây. Với PFC, tất cả điện năng vào bộ nguồn được chuyển sang hoạt động thực sự và dây ít bị quá tải. Ví dụ, nếu cho chạy một số máy tính trên một mạch điện có cầu dao điều khiển và có thể ngắt cầu dao theo chu kỳ, bạn cần hệ thống với bộ nguồn PFC chủ động và giảm tải trên đường dây lên tới 40%, nghĩa là sẽ giảm việc ngắt cầu dao.

Ủy ban điện quốc tế (IEC: International Electrical Committee) đã đưa ra các chuẩn liên quan đến hệ thống có bộ nguồn tần số thấp. Chuẩn ban đầu là 555.2 (sóng hài) và 555.3 (nhấp nháy) nhưng chúng đã được cải tiến và hiện nay là IEC 10000-3-2 và IEC-1000-3-3, theo thứ tự. Khi bị bắt buộc bởi chỉ thị của EMC, hầu hết các thiết bị điện được bán ở các nước thành viên EU phải tuân theo tiêu chuẩn IEC. Chuẩn IEC1000-3-2/3 trở nên bắt buộc vào năm 1997 và 1998.

Ngay cả khi bạn không sống ở quốc gia yêu cầu sử dụng PFC, tôi đề nghị bộ nguồn máy tính với PFC chủ động. Lợi ích chính của nguồn PFC là chúng không làm tăng nhiệt độ trên hệ thống đường dây hoặc làm méo sóng nguồn điện AC, giảm nhiễu trên đường dây cho các thiết bị khác.