被動式pfc電路和主動式PFC電路的介紹及區(qū)別 - 全文

現(xiàn)在消費(fèi)者選購電源，除了看重品牌、價格、功率之外這些外在的參數(shù)，很少會注意到電源的一些技術(shù)詞匯，比如主動PFC、被動PFC、濾波電路等等。其實(shí)如果消費(fèi)者能夠弄明白其中蘊(yùn)含的一些知識，對于選購電源是非常有幫助的。

PFC就是功率因數(shù)校正

什么是PFC，意思是“功率因數(shù)校正”，通俗的話說，就是提高有用功的比重。而計(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造成交換功率的損失，此時便需要PFC電路提高功率因數(shù)。目前的PFC有兩種，分為被動式PFC和主動式PFC。

被動PFC特點(diǎn)

首先看下被動PFC和主動PFC在設(shè)計(jì)上有什么區(qū)別，被動式PFC一般是一個體積較大的電感，內(nèi)部是銅線纏繞硅鋼片以絕緣膠紙包覆，外形和小變壓器非常相似。被動式PFC采用電感補(bǔ)償方法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)，被動式PFC的功率因數(shù)只能達(dá)到0.6～0.75，一般放置在高壓濾波電容附近。被動PFC方案簡單的結(jié)構(gòu)也形成了其最大的特點(diǎn)——低成本。

主動PFC特點(diǎn)

相對于被動PFC簡單直觀的外形，主動式PFC電路要復(fù)雜許多。主動式PFC電路是由電感線圈、濾波電容、開關(guān)管及控制IC等元件組成的一個升壓電路，可以將輸入電壓提高、減少電流的電能損耗。主動式PFC可以達(dá)到較高的功率因數(shù)──通常可達(dá)98%以上，但由于電路較復(fù)雜、元件較多，所以成本也相對較高。

主動式PFC和被動式PFC電源共同與不同之處

簡單地說，主動式PFC就是一個有源的升壓電路。它通過高頻電感線圈、開關(guān)電子管、高 壓濾波電容以及控制IC等元件，組成一個可以將輸入電壓提高的電路，通過升高輸入電壓來減少電流在流向下級電路中的電能損耗。

為什么升高輸入電壓會減少電能損耗呢？

我們知道，功率P=UI，在電網(wǎng)的輸入總功率P一定的情況下，只要提高電壓，電流值就會變小，從而降低電路的電能損耗。我們國家的電網(wǎng)系統(tǒng)之所以要采用高壓電線來傳輸電能，也是出于降低能耗的考慮。

與被動式PFC相比，主動式PFC電路省去了一個較大體積的含有硅鋼片的電感，因此重量上也可能會比被動式PFC電路輕。而作為其明顯區(qū)別就是一個電感線圈，不過卻不能因此判斷電源是否主動式PFC，因?yàn)殡娫磧?nèi)部的電感線圈較多，沒有電路知識的人并不能加以區(qū)分。

由于主動式PFC電源PFC電路自身需要消耗一定電能，如果使用在低功率（300W以下）電源中往往不如被動式PFC電源省電，因此在此類產(chǎn)品中并不常見。另外，因?yàn)橹鲃邮絇FC電路的升壓能力，能容許較低的輸入電壓，所以適應(yīng)市電通常范圍較寬（達(dá)到110V-240V）。

當(dāng)然，最明顯的識別方式，莫過于通過產(chǎn)品外殼銘牌上的標(biāo)注來識別，有寫明“主動式PFC”或者“Active PFC”即是主動式PFC。

我們知道電源的PFC電路是為了提高電源的功率因數(shù)而設(shè)，但是“功率因數(shù)”并不就等于“轉(zhuǎn)換效率”，有人將主動式0.99的功率因數(shù)理解為能得到99%的電源轉(zhuǎn)換效率，很顯然這是不對的。雖然兩個都是描述省電的概念，但對于電腦用戶而言，兩個概念的意義是不一樣的。

1.“功率因數(shù)”高是為國家省錢

公式：功率因數(shù)=輸入電源的實(shí)際電量÷電網(wǎng)供給電源的電量

提高用電器的功率因數(shù)有兩方面的意義，一是可以減小輸電線路上的功率損失；二是可以充分發(fā)揮電力設(shè)備（如發(fā)電機(jī)、變壓器等）的潛力。在電網(wǎng)的負(fù)載一定的情況下，如果用戶的用電設(shè)備的功率因數(shù)越大，那么電網(wǎng)的能量利用率和穩(wěn)定性就越高。

由于功率因數(shù)所產(chǎn)生的損耗是由電力部門負(fù)擔(dān)的，因此使用功率因數(shù)比較高的產(chǎn)品，能為國家做出貢獻(xiàn)，能提高電網(wǎng)的利用率。一般而言，主動PFC PC電源的功率因數(shù)可以到達(dá)0.99，而無源PFC PC電源的功率因數(shù)則大多在0.6～0.8之間，其他的家用電器大多在0.5～0.6之間，甚至更低。

通俗的講“穩(wěn)定”指的是電器對電網(wǎng)的干擾少，例如我們以往在開啟大功率家電產(chǎn)品的一瞬間，電網(wǎng)電壓都會被瞬間拉低（如燈會暗一下），理論上加入PFC電路后就不會出現(xiàn)這種問題。

2.“轉(zhuǎn)換效率”高是為用戶省錢

公式：電源轉(zhuǎn)換效率（即時）=電源為主機(jī)提供的（即時）輸出功率/輸入電源的（即時）功率×100%

電源在工作的時候，輸入電源的電能并不會全部由交流電轉(zhuǎn)換成電腦可用的低壓直流電，總會有部分電能會在轉(zhuǎn)換的過程中變成熱能而損耗掉。所謂轉(zhuǎn)換效率，就是電源的實(shí)際輸出功率除以輸入功率的百分比。比如說一款電源的轉(zhuǎn)換效率為80%，那么通過該電源輸出200W的直流電功率，則在輸入端輸入的交流電功率為 “200W÷80%＝250W”，這就說明有50W的功率是被浪費(fèi)掉了，而浪費(fèi)部分的費(fèi)用也是由用戶來承擔(dān)的。

為什么要加上即時呢？因?yàn)殡娔X設(shè)備的負(fù)載并不是一直不變的，系統(tǒng)待機(jī)和滿負(fù)荷工作的負(fù)載是有很大差別的。所以電源轉(zhuǎn)換效率也是要根據(jù)負(fù)載情況發(fā)生變化的。一個合格的電源，在標(biāo)出轉(zhuǎn)換效率的同時，也會寫明該轉(zhuǎn)換效率所對應(yīng)的負(fù)載情況。

根據(jù)計(jì)算，通常在負(fù)載量在40%-70%的情況下（也就是電源半功率輸出）， 電源的轉(zhuǎn)換效率最高，而滿載或低負(fù)載情況下，轉(zhuǎn)換效率反而會降低。因此，各位在選購電源的時候，最好先預(yù)估所配置系統(tǒng)的大概功耗，再按照預(yù)估功耗 ×2×0.7這個值來作為要選購電源的功率，譬如你預(yù)估你的系統(tǒng)耗電為200W，那么最好購買額定功率為250W--300W的電源產(chǎn)品，以免造成功率浪費(fèi)。