主動(dòng)PFC電源越重越好 主動(dòng)PFC電源會(huì)更省電嗎？

本文主要是關(guān)于主動(dòng)PFC電源的相關(guān)介紹，并著重對(duì)主動(dòng)PFC電源的省電進(jìn)行了詳盡的闡述。

PFC

PFC的英文全稱為“Power Factor Correction”，意思是“功率因數(shù)校正”，功率因數(shù)指的是有效功率與總耗電量（視在功率）之間的關(guān)系，也就是有效功率除以總耗電量（視在功率）的比值。 基本上功率因數(shù)可以衡量電力被有效利用的程度，當(dāng)功率因數(shù)值越大，代表其電力利用率越高。功率因數(shù)是用來衡量用電設(shè)備用電效率的參數(shù)，低功率因數(shù)代表低電力效能。為了提高用電設(shè)備功率因數(shù)的技術(shù)就稱為功率因數(shù)校正。

計(jì)算機(jī)開關(guān)電源是一種電容輸入型電路，其電流和電壓之間的相位差會(huì)造成交換功率的損失，此時(shí)便需要PFC電路提高功率因數(shù)。目前的PFC有兩種，一種為被動(dòng)式PFC（也稱無源PFC）和主動(dòng)式PFC（也稱有源式PFC）。

被動(dòng)式PFC

被動(dòng)式PFC一般分“電感補(bǔ)償式”和“填谷電路式（Valley Fill Circuit）”

“電感補(bǔ)償式”是使交流輸入的基波電流與電壓之間相位差減小來提高功率因數(shù)，“電感補(bǔ)償式”包括靜音式和非靜音式?！半姼醒a(bǔ)償式”的功率因數(shù)只能達(dá)到0.7～0.8，它一般在高壓濾波電容附近。

“填谷電路式”屬于一種新型無源功率因數(shù)校正電路，其特點(diǎn)是利用整流橋后面的填谷電路來大幅度增加整流管的導(dǎo)通角，通過填平谷點(diǎn)，使輸入電流從尖峰脈沖變?yōu)榻咏谡也ǖ牟ㄐ?，將功率因?shù)提高到0.9左右，顯著降低總諧波失真。與傳統(tǒng)的電感式無源功率因數(shù)校正電路相比，其優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，功率因數(shù)補(bǔ)償效果顯著，并且在輸入電路中不需要使用體積大重量沉的大電感器。

主動(dòng)式PFC

而主動(dòng)式PFC則由電感電容及電子元器件組成，體積小、通過專用IC去調(diào)整電流的波形，對(duì)電流電壓間的相位差進(jìn)行補(bǔ)償。主動(dòng)式PFC可以達(dá)到較高的功率因數(shù)──通?？蛇_(dá)98%以上，但成本也相對(duì)較高。此外，主動(dòng)式PFC還可用作輔助電源，因此在使用主動(dòng)式PFC電路中，往往不需要待機(jī)變壓器，而且主動(dòng)式PFC輸出直流電壓的紋波很小，這種電源不必采用很大容量的濾波電容。

PFC電源的選擇

PFC是功率因數(shù)校正的縮寫，它主要被用來表示電能得有效利用率。PFC的數(shù)值越大，就說明其對(duì)電能的利用率越高。目前，只要是市面上通過了我國(guó)安規(guī)認(rèn)證的的電源，都必須安裝PFC電路。也就是說，如果想要將產(chǎn)品推向市場(chǎng)，那么就必須熟悉PFC電路的設(shè)計(jì)。本篇文章就將為大家介紹如何選擇合適的PFC。

通常，在電源設(shè)計(jì)當(dāng)中，PFC電路都會(huì)被安裝在第二層濾波之后于全橋整流電路之前。PFC有能夠被細(xì)分為兩種，一種是無源PFC，也就是常說的被動(dòng)式PFC，一種是有源PFC，即主動(dòng)式PFC。

被動(dòng)式PFC采用的是電感補(bǔ)償方法使交流輸入的基波電流，也就是交流電與電壓之間相位差減小來提高功率因數(shù)，被動(dòng)式PFC又分靜音式被動(dòng)PFC和非靜音式被動(dòng)PFC。被動(dòng)式PFC的功率因數(shù)只能達(dá)到0.7~0.8，它一般在高壓濾波電容附近。

主動(dòng)式PFC則是由電感電容及電子元器件兩部分所組成，它體積較小、需要通過專用的IC去調(diào)整電流的波形，對(duì)電流和電壓之間的相位差進(jìn)行補(bǔ)償。相對(duì)于被動(dòng)式PFC來說，主動(dòng)式PFC可以達(dá)到較高的功率因數(shù)通?？蛇_(dá)98%以上，但它的成本就被動(dòng)式PFC來說也相對(duì)較高。此外，主動(dòng)式PFC還可用作輔助電源，所以在使用主動(dòng)式PFC的電路當(dāng)中，往往不需要待機(jī)變壓器，而且主動(dòng)式PFC輸出直流電壓的紋波很小，這種電源不必采用很大容量的濾波電容。

這里有一個(gè)有趣的現(xiàn)象，很多人在在購(gòu)買電源時(shí)，都喜歡購(gòu)買帶有主動(dòng)式PFC的電源。雖然在使用上主動(dòng)式PFC具有一定的優(yōu)點(diǎn)，但是還是要看情況而言。

主動(dòng)PFC和被動(dòng)PFC的優(yōu)勢(shì)

PFC的誕生是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的二極管整流電路會(huì)對(duì)電網(wǎng)形成干擾，并且攻略也會(huì)降低浪費(fèi)電網(wǎng)的容量。為了解決這個(gè)問題，引入了PFC.簡(jiǎn)單說被動(dòng)PFC是一個(gè)工頻電感器，利用電感中電流不能突變的原理，可以大幅降低電網(wǎng)干擾，同時(shí)提升功率因數(shù)。

被動(dòng)PFC的優(yōu)勢(shì)是：電路簡(jiǎn)單，成本低，電磁干擾小。

主動(dòng)PFC的優(yōu)勢(shì)是：電壓適應(yīng)范圍寬，功率因數(shù)高。功率因數(shù)和轉(zhuǎn)換效率是兩個(gè)不同的指標(biāo)。功率因數(shù)是電路的參數(shù)，交流電路中的一個(gè)指標(biāo)，和線路損耗有一定的關(guān)系。功率因數(shù)的范圍是 0 1.0，1.0是最理想的，0在實(shí)際電路中其實(shí)不存在。供電局對(duì)這個(gè)指標(biāo)比較重視，對(duì)于一般家用沒有實(shí)際意義。轉(zhuǎn)換效率是關(guān)于能量轉(zhuǎn)換的，直接決定電源的損耗大小。轉(zhuǎn)換效率的范圍是 0% 100%，100%是理想的狀態(tài)，0%是最差勁的極端。這才是我們應(yīng)該關(guān)心的，轉(zhuǎn)換效率越低，電源損耗越大，浪費(fèi)的電越多。功率因數(shù)不影響電表走字，0.1和1.0都是一樣的走法。轉(zhuǎn)換效率要影響電表走字，轉(zhuǎn)換效率越低，損耗的電能越多，電表也會(huì)多走些。高功率因數(shù)，是在給供電局省錢。

高轉(zhuǎn)換效率，是在給自己省錢。

主動(dòng)PFC和電源轉(zhuǎn)換效率并沒有必然聯(lián)系就目前市面上的產(chǎn)品來看，大部分高轉(zhuǎn)換效率的電源都是主動(dòng)PFC的，也同時(shí)擁有很高的功率因數(shù)。

這有很大一部分是市場(chǎng)造成的：

由于低端產(chǎn)品對(duì)成本的要求過于嚴(yán)格，所以幾乎不可能使用主動(dòng)PFC設(shè)計(jì)。而購(gòu)買這種商品的人同樣不會(huì)關(guān)心功率因數(shù)及轉(zhuǎn)換效率究竟如何。因此低端電源普遍采用了傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)，效率低，功率因數(shù)也低。高端電源主要針對(duì)電腦玩家和專業(yè)場(chǎng)合設(shè)計(jì)，功率普遍很大，成本可以放寬，本身賣得也很貴。被動(dòng)PFC在功率超過400W以后，損耗變大，效率變低，體積太大，重量也大。

主動(dòng)PFC在400W功率以上效率有優(yōu)勢(shì)，雖然價(jià)格貴，但是高端用戶不會(huì)在乎這一點(diǎn)價(jià)格。高端電源通常都不會(huì)沿用傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)，而是廠家精心研發(fā)的先進(jìn)電路，效率自然提高很多。最終的結(jié)果就是：高端電源幾乎全都是主動(dòng)PFC，功率因數(shù)很高，效率也很高。

實(shí)際上，主動(dòng)PFC在低功率時(shí)，自身?yè)p耗大于被動(dòng)PFC.畢竟它是一個(gè)復(fù)雜的電路，工作起來要消耗電能；而被動(dòng)PFC就是一個(gè)電感。不過很少有人讓高端電源工作的低負(fù)載下，這個(gè)問題也就不明顯了。

主動(dòng)PFC還有一個(gè)最麻煩的缺點(diǎn)：電磁干擾大

為了搞定電磁干擾，EMI濾波電路要加強(qiáng)，電路更加復(fù)雜。有些電源在待機(jī)時(shí)發(fā)出高頻噪音，也是因?yàn)橹鲃?dòng)PFC。

總結(jié)：

高端電源（400W或更高），首選主動(dòng)PFC，在大功率的場(chǎng)合，主動(dòng)PFC優(yōu)勢(shì)明顯，高端產(chǎn)品成本上不受限制，電路設(shè)計(jì)優(yōu)秀，完全可以彌補(bǔ)主動(dòng)PFC的缺點(diǎn)。高效率高性能的產(chǎn)品誰(shuí)都喜歡。

低端電源（350W或更低），根據(jù)自己的需求選擇，不必苛求主動(dòng)PFC，在成本受限的情況下，主動(dòng)PFC的缺點(diǎn)開始暴露，電磁干擾，高頻噪音。在300W這個(gè)等級(jí)，主動(dòng)PFC已經(jīng)完全沒有優(yōu)勢(shì)了。在給大家舉幾個(gè)例子：

用幾臺(tái)電腦分別使用額定400W、450W、500W的電源。

首先說額定400W的電源，主動(dòng)PFC，兩級(jí)EMI濾波，電路設(shè)計(jì)比較前衛(wèi)，轉(zhuǎn)換效率很高，自身發(fā)熱小，因?yàn)殚_關(guān)頻率很高，超過了人能聽見的范圍，聽不到高頻噪音。

400W;主動(dòng)PFC;三級(jí)EMI濾波；傳統(tǒng)的主動(dòng)PFC設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)換效率不高，自身發(fā)熱一般；開關(guān)頻率不算高，有明顯的高頻噪音。

450W;主動(dòng)PFC;三級(jí)EMI濾波；傳統(tǒng)的主動(dòng)PFC設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)換效率偏低，自身發(fā)熱大，開關(guān)頻率應(yīng)該比較高，沒有明顯的高頻噪音。

500W;被動(dòng)PFC;兩級(jí)EMI濾波；傳統(tǒng)的被動(dòng)PFC設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)換效率糟糕，發(fā)熱巨大。沒有任何高頻噪音，不過風(fēng)扇的噪音很大。

400W這個(gè)電源，也都是名廠產(chǎn)品。主動(dòng)PFC效率明顯占優(yōu)，不過在EMI濾波器方面，主動(dòng)PFC卻更為實(shí)用。在選電源的時(shí)候，很消費(fèi)者都還很糾結(jié)該選擇被

主動(dòng)PFC電源會(huì)更省電嗎？

電源的PFC電路最大作用就是提升電源的功率因素，進(jìn)而提高電力利用率，主動(dòng)PFC 》98%功率因素，明顯要比被動(dòng)PFC 60~75%要高得多，主動(dòng)式PFC方案無疑對(duì)電能的利用率更高，更為省電。通過以上的測(cè)試，這一說法也獲得了證實(shí)。那么主動(dòng)PFC是否就是一個(gè)能為用戶節(jié)省電費(fèi)的完美方案呢？其實(shí)并不盡然。

主動(dòng)PFC節(jié)能但不一定省錢

我們需要知道的是功率因素所產(chǎn)生損耗是由電力部門來承擔(dān)的，而我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾姳硎歉緹o法計(jì)算電能從電網(wǎng)至電源之間的損耗，所以這些電能損耗并不需要用戶自己掏腰包；也就是說：在相同的前提下，無論是主動(dòng)式PFC還是被動(dòng)PFC的電源，在輸入同樣功率電能的時(shí)候，用戶所繳納的用電費(fèi)用是完全相同的；不同的是主動(dòng)式PFC能為電網(wǎng)節(jié)省更多電能。當(dāng)然，任何電能都是地球的、大家的資源，無論是否省自己錢包的錢，節(jié)約能源都是我們應(yīng)該盡力去實(shí)現(xiàn)的義務(wù)和責(zé)任。

真心省電費(fèi)的80PLUS電源必采用主動(dòng)PFC

那為什么上面的測(cè)試結(jié)果中主動(dòng)PFC的電源更省電呢？其實(shí)很大一部分原因是由于大多數(shù)的被動(dòng)PFC電源都屬于低端產(chǎn)品，采用的是老舊的半橋拓?fù)浜土畠r(jià)的二極管元件，轉(zhuǎn)換率只有75%左右。而主動(dòng)式PFC的產(chǎn)品大多都配搭更為先進(jìn)的雙管正激電路和優(yōu)質(zhì)元件，轉(zhuǎn)換率自然比被動(dòng)PFC電源要高，從而更省電達(dá)到節(jié)省用戶電費(fèi)的效果。而本次測(cè)試價(jià)格越高的產(chǎn)品效能越強(qiáng)、表現(xiàn)越好的結(jié)果中，也從側(cè)面證實(shí)了這個(gè)結(jié)論。

如今80PLUS認(rèn)證已經(jīng)被大家所熟悉，這個(gè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電源在滿載時(shí)功率因數(shù)不低于0.9，這就限制了功率因素較低的被動(dòng)式PFC電源無法跨越80PLUS的門檻，讓不少人產(chǎn)生了電源節(jié)能是因?yàn)槭褂昧酥鲃?dòng)式PFC電路的錯(cuò)覺。而近年來，有源箝位、相移全橋、LLC等多種高效結(jié)構(gòu)正在逐漸普及，轉(zhuǎn)換率達(dá)到90%以上已經(jīng)不再困難，正是由于這些先進(jìn)高效的拓?fù)涠嗯c主動(dòng)式PFC電路配搭的關(guān)系，造成了主動(dòng)式PFC電源比大部分被動(dòng)式PFC電源要省電的“現(xiàn)實(shí)”情況。

如今主動(dòng)式PFC電源已經(jīng)成為了消費(fèi)者的首選，特別是在主流市場(chǎng)上，它能帶給用戶更優(yōu)秀的輸出質(zhì)量和更高效的轉(zhuǎn)換效率，這些都是老舊的被動(dòng)PFC電源所不能相比的。但如果你的配置功耗較低，平時(shí)也比較少使用電腦，那么并不必強(qiáng)求主動(dòng)式PFC的電源，因?yàn)樵谀壳皝砜粗鲃?dòng)式PFC電源在低瓦數(shù)的級(jí)別上并沒有優(yōu)勢(shì)，反而價(jià)格更高。但相信在不久的將來，主動(dòng)式PFC配搭高效結(jié)構(gòu)的電源將會(huì)逐步平民化，在成本降低的同時(shí)主動(dòng)式PFC的弊端也會(huì)得到解決，主動(dòng)式PFC搭配更先進(jìn)高效的方案將會(huì)成為未來市場(chǎng)的趨勢(shì)。

最后，由于近幾年來各種硬件的功耗越來越大，不少消費(fèi)者都對(duì)電源的重要性有了更加深刻的了解，大家在裝機(jī)時(shí)已經(jīng)不再只關(guān)注CPU、顯卡等的主要硬件有多么強(qiáng)大，還會(huì)細(xì)心去選擇一款品質(zhì)更優(yōu)效率更高的電源產(chǎn)品。本次評(píng)測(cè)我們對(duì)比了主動(dòng)式PFC電源和被動(dòng)式PFC電源的功耗高低，通過評(píng)測(cè)的結(jié)果去探討了兩種PFC電源的購(gòu)買價(jià)值和未來趨勢(shì)，希望通過這個(gè)評(píng)測(cè)能讓廣大消費(fèi)者對(duì)主動(dòng)式PFC和被動(dòng)式PFC電源有著更深入的了解。

結(jié)語(yǔ)

關(guān)于主動(dòng)PFC電源的相關(guān)介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。

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