主动PFC电源省电原理分析(图文).pdf.pdf

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主动PFC电源省电原理分析(图文).pdfpdf,主动PFC电源省电原理分析(图文).pdf
从以上的两幅图片我们基本了解到主动PFC与被动PFC电源大概 的差别,但是我们在选购的时侯,不可能把电源拆开来,那又可以通 过什么方法来分辨手上的产品是主动还是被动PFC呢?我们只需要透 过电源的散热孔去细看,如果电源内部有一颗硕大的黄色电感器(具 体如被动PFC的图中的元件),我们可以判定这是一款被动PFC电源。 选购小知识 以往很多消费者购买电源,都会以重量来判定电源特性,重量较 重的话就是被动PFC设计,而重量较轻就是主动PFC设计,其实这种 选购方法存在一个误区,因为市面上还有一种劣质电源是无PFC设计 的,既没有被动PFC电感,也没有主动PFC电路。这种无PFC的产品 重量轻盈,而且价格便宜,贪小便宜的消费者铓把这种无PFC的电源 当成主动PFC来用,虽然购入价便宜,但是超低的转换效率以及不完 善的保护电路,不仅会导致每月电费增加不少,还会危及人身安全。 小知识:何为PFC??PFC的英文全称为“ Power Factor Correction”,意思是“功率因数校正”,功率因数指的是有效功率与 总耗电量(视在功率)之间的关系,也就是有效功率除以总耗电量(视在 功率)的比值。基本上功率因素可以衡量电力被有效利用的程度,当功 率因素值越大,代表其电力利用率越高。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。目前的PFC有两种,一种为被动式PC(也 称无源PFC)和主动式PFC(也称有源式PFC)。 1.被动式PFC 破动式PFC一般分“电感补偿式”和“填谷电路式(Va1 ley Fi1l Circuit)” “电感补偿方法”是使交流输入的基波电流与电压之间相位差减 小来提高功率因数,被动式PEC包括静音式被动PC和‖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。 “填谷电路式”属于一种新型无源功率因数校正电路,其特点是 利用整流桥后面的填谷电路来大幅度增加整流管的导通角,通过填平 谷点,使输入电流从尖峰脉冲变为接近于正弦波的波形,将功率因数 提高到0.9左右,显著降低总谐波失真。与传统的电感式无源功率因 数校正电路相比,其优点是电路简单,功率因数补偿效果显著,并且 在输入电路中不需要使用体积大重量沉的大电感器。 2.主动式PFC 而主动式PFC则由电感电容及电子元器件组成,体积小、通过专 用IC去调整电流的波形,对电流电压间的相位差进行补偿。主动式PFC 可以达到较高的功率因数——通常可达98%以上,但成本也相刈较高。 此外,主动式PFC还可用作辅助电源,因此在使用主动式PFC电路中, 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。 细说被动PFC为何更耗电 在解析被动PFC耗电情况之前,笔者更希望读者先了解主动与被 动PFC最根本的性能差异,唯一能够表现两者差异的只有功率因数, 一般的被动PFC电源功率因数值仅在0.6-0.75,最高也只是0.78,根 本无法达到0.8以上,而主动PFC电源功率因数值范围是 0.8-0.99 害音 weei 三目是 低端产品惯用被动PFC设计 功率因数是电器技术中的一个名词术语,是有功功率和视在功率 的比值,但这一个比值与我们平时机器耗多少电粘不上一点关系。功 率因数只在电能传输上起到作用,电流从电网的一端至电源之间的传 输过程会出现损耗,这个损耗的大小跟功率因数有关,如果电源的功 率因数较低,则电能传输损耗较大,这样电网的电能利用率相对较低。 因为我们日常使用的电表根本无法计量电能从电网至电源之间的 损耗,所以这些电能损耗我们消费者并不需要付款,也即是说无论是 主动PFC还是被动PFC电源,输入同样功率电能的时候,我们所上缴 的电费是相同的。 既然缴交的电费相同,缘何又说被动PFC电源不节能? 由于采用被动PFC设计的多是低端产品,老旧的架构以及廉价的 元件是产品性能低下的主要原因。总结IT1682008与2009年度主流 电源横评,低端组别参测的大部分产品都是采用被动PFC设计,转换 效率大多是76%,而其他主动PFC产品,其转换效率可以高达78%,甚 至80%以上,从综合表现来看,采用主动PFC电路的电源更节能。 说到这里,大家肯定又会重提“主动、被动PFC与转换效率没有 仟何关系”的要点,这个要点没错,但是以上这种情况又是客观存在 的,到底又是怎么回事?被动PFC对电路的要求比主动PFC要低,市 面上99%的被动PEC电源都是采用简单的半桥拓扑+廉价二极管元件构 成,而主动PFC电源标配双管正激电路+低阻抗电感+高功率场效管, 更优秀的架构与元件可以使转换效率稳步提升。 买主动PFC电源就省电是猫腻 市售大部分主动PFC电源都是由双管正激架构+低阻抗电感+高功 率场效管组成,新式架构与优质元件想搭配成为了高效率的基础,正 因为如此的常识给大众消费者一个错觉“买主动PC电源就省电”。 主动PFC不是高效能的代言词 笔者假设用户A与用户B买了两台差不多的配置,唯一不同的是 用户A买的电源是主动PFC设计,而用户B的电源是被动PFC设计 但是两个电源的转换效率又刚好同是78%,那么两位用户的机器使用同 样时间,耗电量也是相同,用户A与用户B缴交的电费也一样。决定 电源转换效率的是产品架构与内部元件,如果我们选购电源的过程中 只冲着“主动PFC电源就省电”的想法,我们买到的山寨品牌主动PFC 产品也并不一定比大品牌的被动PFC电源节能 主动PFC究竞是省在哪 山于主动PFC电路对电源内部元件要求较高,普遍情况下,主动 PFC要比被动PFC电源贵不少,到底我们多投资了,在今后的使用当中 能够为我们省多少电? 一般额定功率300W被动PFC电源转换效率为76%,零售价格约为 180元,而额定功率300W主动PFC电源转换效率为82%,零售价格约 为330元,两者购买差价为150元。我们假设机器功耗为250w,那么 被动PFC电源要供应250W电力的话,需要329W的电能输入,而同样 的电力供应主动PFC电源仅需要305W,用户每天使用机器6小时,每 1000W电费为0.7元的话,那么每天用户使用主动PFC电源要比被动 PFC的省约9分钱,我们要使用这个电源4.5年才能把电源的差价赚回 来 主动PFC电源,想说爱您不容易 根据以上数页的讲解,我们基本知道优质的主动PFC电源省电在 两大方面,一是帮国家的电网省电,因为主动PFC电路的功率因数较 高,对电网电能的利用率高,这类电源产品可以减少电网的损耗;另 方面当然是为自己的钱包省钱,更高的转换效率可以节省日常电力 开支,当你的机器功率越高、使用时间越长,采用节能技术优秀的电 源其省电效果越明显。 未来电源选购该如何是好 笔者编写本文的初衷是为了让更多入门级消费者深入了解到被动 与主动PFC电源之间的性能差异,如果我们只是冲着购买纯粹的“主 动PFC电源”或者“80PLLS认证电源”,我们很多时候都会遇骗局, 因为有部分劣质主动PFC电源比被动PFC电源还要耗电,有些假冒的 80FLUS电源掩人耳目,盲目购买反而会令自己多投资的钱得不到应用 的回报(当然这个回报就是省电-)。 被动PFC设计的酷冷战斧320 主动PFC设计的长城节电王系列电源

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