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电源知识之PFC的认识
2013-01-29 19:39:07

 最近一个词语在网络上被DIY们越来越多地提起和认识。这个词就是PFC。它是电脑电源中的一个部件。PFC,是Power Factor Correction的英文缩写。翻译成中文是功率因数校正。它的作用是:用来表征电子产品对电能的利用效率。也就是衡量电子产品是否浪费电的标准。如果功率因数越高,那就说明电子产品对电能的利用效率也越高。   国家规定,市场上通过了3C认证的的电脑电源,都必须安装PFC电路。安装位置在第二层滤波之后,全桥整流电路之前。PFC有两种,一种是无源PFC,也就是常说的被动式PFC,一种是有源PFC,即主动式PFC。   被动式PFC采用的是电感补偿方法使交流输入的基波电流,也就是交流电,与电压之间相位差减小来提高功率因数,被动式PFC又分静音式被动PFC和非静音式被动PFC。被动式PFC的功率因数只能达到0.7~0.8,它一般在高压滤波电容附近。   主动式PFC则是由电感电容及电子元器件两部分所组成,它体积较小、需要通过专用的IC去调整电流的波形,对电流和电压之间的相位差进行补偿。相对于被动式PFC来说,主动式PFC可以达到较高的功率因数通常可达98%以上,但它的成本就被动式PFC来说也相对较高。此外,主动式PFC还可用作辅助电源,所以在使用主动式PFC的电路当中,往往不需要待机变压器,而且主动式PFC输出直流电压的纹波很小,这种电源不必采用很大容量的滤波电容。   现在很多网民购买电源的时候都有一个趋势,就是买电源的时候,大家都喜欢买主动PFC的产品。这当然是一件好事情,不过也要看场合而定。   主动PFC和被动PFC简介:   传统的二极管整流电路会造成电网干扰,功率因数也很低,浪费电网容量。(但是并不浪费电能)为了解决这个问题,引入了PFC。简单说被动PFC是一个工频电感器,利用电感中电流不能突变的原理,可以大幅降低电网干扰,同时提升功率因数。被动PFC的优势是:电路简单,成本低,电磁干扰小。主动PFC其实也需要电感器:高频感应线圈,由大功率开关管控制,动态反馈跟踪,实现很高的功率因数。   主动PFC的优势是:电压适应范围宽,功率因数高。功率因数和转换效率是两个不同的指标。功率因数是电路的参数,交流电路中的一个指标,和线路损耗有一定的关系。功率因数的范围是 0 1.0,1.0是最理想的,0在实际电路中其实不存在。供电局对这个指标比较重视,对于一般家用没有实际意义。转换效率 是关于能量转换的,直接决定电源的损耗大小。转换效率的范围是 0% 100%,100%是理想的状态,0%是最差劲的极端。这才是我们应该关心的,转换效率越低,电源损耗越大,浪费的电越多。功率因数不影响电表走字,0.1和1.0都是一样的走法。转换效率要影响电表走字,转换效率越低,损耗的电能越多,电表也会多走些。高功率因数,是在给供电局省钱。高转换效率,是在给自己省钱。   主动PFC和电源转换效率并没有必然联系就目前市面上的产品来看,大部分高转换效率的电源都是主动PFC的,也同时拥有很高的功率因数。这有很大一部分是市场造成的:低端电源在成本上要求太严,不可能用主动PFC;买低端电源的人通常也不会关心转换效率和功率因数。因此低端电源普遍采用了传统的电路设计,效率低,功率因数也低。   高端电源主要针对电脑玩家和专业场合设计,功率普遍很大,成本可以放宽,本身卖得也很贵。被动PFC在功率超过400W以后,损耗变大,效率变低,体积太大,重量也大。主动PFC在400W功率以上效率有优势,虽然价格贵,但是高端用户不会在乎这一点价格。高端电源通常都不会沿用传统的电路设计,而是厂家精心研发的先进电路,效率自然提高很多。   最终的结果就是:高端电源几乎全都是主动PFC,功率因数很高,效率也很高。   实际上,主动PFC在低功率时,自身损耗大于被动PFC。   毕竟它是一个复杂的电路,工作起来要消耗电能;而被动PFC就是一个电感。   不过很少有人让高端电源工作的低负载下,这个问题也就不明显了。   主动PFC还有一个最麻烦的缺点:电磁干扰大   为了搞定电磁干扰,EMI滤波电路要加强,电路更加复杂。   有些电源在待机时发出高频噪音,也是因为主动PFC。

总结:   高端电源(400W或更高),首选主动PFC,在大功率的场合,主动PFC优势明显,高端产品成本上不受限制,电路设计优秀,完全可以弥补主动PFC的缺点。高效率高性能的产品谁都喜欢。低端电源(350W或更低),根据自己的需求选择,不必苛求主动PFC,在成本受限的情况下,主动PFC的缺点开始暴露,电磁干扰,高频噪音。在300W这个等级,主动PFC已经完全没有优势了。 在给大家举几个例子:   我们用几台电脑,分别使用额定400W,450W,,500W的电源。首先说额定400W的电源,主动PFC,两级EMI滤波,电路设计比较前卫,转换效率很高,自身发热小,因为开关频率很高,超过了人能听见的范围,听不到高频噪音。   400W,主动PFC,三级EMI滤波,传统的主动PFC设计,转换效率不高,自身发热一般.开关频率不算高,有明显的高频噪音。   450W,主动PFC,三级EMI滤波,传统的主动PFC设计,转换效率偏低,自身发热大,开关频率应该比较高,没有明显的高频噪音。   500W,被动PFC,两级EMI滤波,传统的被动PFC设计,转换效率糟糕,发热巨大。没有任何高频噪音,不过风扇的噪音很大。   400W这个电源,也都是名厂产品。主动PFC效率明显占优,不过在EMI滤波器方面,主动PFC却更为实用。在选电源的时候,很消费者都还很纠结该选择被   PFC还是主动PFC。简单一点说,在高配置需要高端电源的时候应该选择主动PFC,在一般情况下我们一般的电源的被动PFC也是一个不错的选择。