【導(dǎo)讀】電路設(shè)計(jì)中，PFC掌管著電能利用率的“生殺大權(quán)”，這就意味著要想有高效率的電能轉(zhuǎn)換，就要充分了解PFC電路的設(shè)計(jì)。本篇文章從實(shí)例出發(fā)，將為大家對(duì)主動(dòng)PFC電源進(jìn)行分析。通過對(duì)主動(dòng)式和被動(dòng)式PFC的對(duì)比，幫大家充分掌握關(guān)于這兩種PFC的區(qū)別，并能選擇分析出適合自己的PFC。
在電子電路的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，若想要得知電能的有效利用率，就需要借助PFC(功率因數(shù)校正)。PFC的數(shù)值越大，就越說明電能被有效利用。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，并且功率也會(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。目前市場(chǎng)上合格的并且擁有安規(guī)認(rèn)證的電源，都加裝了PFC電路。這就意味著，如果想要讓產(chǎn)品順利進(jìn)入市場(chǎng)，就要充分了解PFC電路的設(shè)計(jì)，本篇文章從實(shí)例出發(fā)，將為大家對(duì)主動(dòng)PFC電源進(jìn)行分析。
主動(dòng)PFC的優(yōu)勢(shì)
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。
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)。之所以目前市場(chǎng)上大多數(shù)電源都是主動(dòng)式PFC，是由于以下幾點(diǎn)原因。
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。
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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。
實(shí)例分析 如何選擇PFC
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)?a target="_blank" style="text-decoration:none;" >開關(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)該選擇什么。
通過對(duì)主動(dòng)式和被動(dòng)式PFC的對(duì)比，相信大家已經(jīng)充分掌握了關(guān)于這兩種PFC的區(qū)別，并能選擇分析出適合自己的PFC。從結(jié)論上來看，主動(dòng)式的PFC更加適合配置較齊全的高成本電源，而在一般情況下我們?nèi)绻胧褂肞FC，那么選擇被動(dòng)式PFC就可以滿足需求。
