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主动PFC和被动PFC的装换区别,有高手可以解说下吗?

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1#
 楼主| 发表于 2009-3-28 10:09 | 只看该作者
转其他的地方的

   电源作为一台微机系统的动力源泉,无论何时都显得如此重要,随着电脑配件核心频率的上升,工艺的改革换代,电脑功率的日益剧增,INTEL也推出了它自身电源的新规范。选购一个好的电源无疑对于微机系统的正常运行带来至关重要的作用。网络资源如此发达的如今到处都可以找得到选购电源的金条玉律,相信大家也不会陌生。(相关资料可以参考本网站上的专业技术版块资源)而今天笔者想要论述的是电源里面的一个重要技术:3C认证标准中包括有一项新增加的PFC电路考核指标,它是专门针对谐波电流问题而制定的。   


   PFC(Power Factor Correct)的意思是“功率因数校正”,主要用于表征电子产品对电能的利用效率。功率因数越高,说明电能的利用效率越高,计算机开关电源是一种电容输入型电路,其电流和电压之间的相位差会造成交换功率的损失,此时便需要PFC电路提高功率因数。   


    PFC电路分主动式(有源)PFC和被动式(无源)两种。被动式PFC电路结构较为简单,实际上是一颗矽钢片制成的工频电感,它利用电感线圈内部电流不能突变的原理调节电路中的电压及电流的相位差,使电流趋向于正弦化以提高功率因素。被动式PFC结构笨重,工作时常带有低频震动并引发低频噪音,相对于主动式PFC电路,被动式PFC电路的功率因数要低得多,一般只有70%左右。因此被动式PFC电路固有其不可克服的缺点:   

1、当欧洲EN的谐波规范越来越严格时,电感量产的质量需提升,而生产难度将提高。   
2、沉重重量增加电源供应器在运输过程损坏的风险。    
3、原料短缺的风险较高。   
4、如电源内部结构固定的不正确,容易产生震动噪音。   
5、当电源供应器输出超过300瓦以上,被动式PFC在材料成本及产品性能表现上将越突出其不可克服的多种的缺陷。  


    主动PFC电路由高频电感。开关管和电容等元件构成,可简单的归纳为升压型开关电源电路,它能将110V或220V的交流市电转变为380V左右的直流高压。主动式PFC电路具有体积小,重量轻,具有高功率因数(通常可达98%以上),输入电压范围宽等优越的电气性能。与被动式PFC电路类似,主动式PFC工作时也会产生噪音,只不过是高频噪音。相对于被动PFC电路,主动PFC电路复杂,成本较被动PFC要高得多,主要应用于中高端电源产品。  

    为什么主动式PFC优于被动式PFC?   
1、主动式PFC提升功率因素值至95%以上,被动式PFC约只能改善至75%。换句话说,主动式PFC比被动式PFC能节约更多的能源。     2、采用主动式PFC的电源供应器的重量,较用笨重组件的被动式PFC产品要轻巧许多,而产品走向轻薄小是未来3C市场必然趋势。   

   而相对于被动式PFC,主动式PFC具有与生俱来的优点:     
1、校正效果远优于欧洲的EN 谐波规范,即便未来规格更趋严格也都能符合规定。     
2、随着IC零件需求增加,成本将随之降低。     
3、较无原料短缺的风险。     
4、较被动式专业的解决方案。     
5、能以较低成本带来全域电压的高附加价值。     
6、功率因数接近完美的100%,使电力利用率极佳化,对环保有益。     
7、因应未来CPU发展趋势,输出瓦特数(电力)要求将越高,主动式PFC因成本不随输出瓦特数增加而上升,故拥有较好竞争力。   


   分析了上面两大主流功率校正因素优点之后,其实不言而喻,主动式PFC能电源输入功率将近100%的转换无非是令人为之心动的数据。其实可以做个简单的计算,假如你的主机实际需要250W的功率来消耗,电源采用主动式PFC电路的,功率因素达到主流的95%,那么实际输入功率将达到264W;如果采用被动式PFC电路,功率因素亦达到70%,那么实际输入功率需要357W。相减便得到93W,即是说采用了主动式PFC的电脑连续开一个小时可以省下93W/1000=0.093度的电量。按照笔者所在地广州市一度电0.65元来算,每个小时能省下7分钱。不要小看七分钱的作用,正所谓涓细的小流也可以汇聚成大海,同是400W额定功率的采用被动PFC世纪之星钻石500+和采用主动PFC世纪之星皇家骑士报价相差60元左右。60元和7分钱相除等于857小时左右,按照电脑一天开八个钟左右来计,虽然还没有将待机是节省的功耗算进来,但是一百天就可以将你以前出的钱完全拿了回来。很明显地,每个月面对电费单手无举措的你是否会想到这种节省电费的方法,一年二年,未来的时间里这可是非常可观的数目。这是针对个人而言,企事业单位或者工厂那些大规模用电脑的地方呢?虽然那些电脑并没有像个人电脑那样又是奔腾D双核,又是SLI之类的电老虎,但总是要用电的吧?作为企业主管或者老总的你在电费上想要开源节流并不没有办法。何况现在不只是广东,全国各地都在闹电荒。中国经济的发展大多数靠的是能源利用率低的方式,如果像欧美或者是日本那样高效率利用能源,“超英赶美”岂非指日可待?作为个人的你节能降耗应该从你身边做起,与已,与人,与国家都尽到了匹夫之责的重任!
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2#
发表于 2009-3-28 10:27 | 只看该作者
lz把功率因数和转换效率弄混了,他俩可不是一回事
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3#
发表于 2009-3-28 10:41 | 只看该作者
功率因素高的电源不代表省电,转换效率高才能省电
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4#
 楼主| 发表于 2009-3-28 11:02 | 只看该作者
4# 620829

功率因数和转换效率  哪这2个是咋回事?
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5#
 楼主| 发表于 2009-3-28 11:13 | 只看该作者
现在明白了,又找了一篇文,又学习了。
谈一下主动PFC

现在有一个趋势,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。
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,但是高端电源不在乎这个。
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。
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6#
发表于 2009-3-28 12:09 | 只看该作者
转换效率和功率因数不要搞混了

功率因数和你的电费没关系,和电网容量有关系

转换效率才对你的电费有影响

PFC校正的是功率因数
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7#
发表于 2009-3-30 15:40 | 只看该作者
其实你可以这样理解:
主动PFC是适应电源对电网的影响。电力部门要求大功率(1200W)的电源设备都要主动PFC以补偿电网的无功功率损耗。
主动PFC一般比被动PFC要费电。

PFC跟电源设备的转换效率无关。
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8#
发表于 2009-3-30 16:17 | 只看该作者
你看,放狗很好,不就搞明白鸟。
再看那些T大,三缄其口,不置可否。
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