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推荐|不懂准被忽悠 细说主动PFC电源为谁省电

2019-01-11 10:04 来源:互联网 编辑:niko

随着全球用户对节能减排意识日益重视,消费者对DIY机的电源要求也渐渐变得苛刻,宇飞见到消费者对电源制品的重视感到非常欣慰,但是消费者对一些选购上的细节并不了解,只冲着“主动PFC电源”、“80PLUS电源”的噱头去购买,无知的您准会被忽悠。 

主流电源分两类 

我们要明明白白地消费,必须先了解购买目标的特性,主流电源主要分为两个类,一类是主流中低端产品惯用的被动PFC设计,而另一类则是主打节能技术或者高端产品标配的主动PFC设计。 

推荐|不懂准被忽悠 细说主动PFC电源为谁省电

中低端主流的被动PFC设计方案

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节能电源主流的主动PFC方案(主动PFC芯片CM6800G)

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候,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,贪小便宜的消费者错把这种无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PFC(也称无源PFC)和主动式PFC(也称有源式PFC)。

1. 被动式PFC

被动式PFC一般分“电感补偿式”和“填谷电路式(Valley Fill 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PFC包括静音式被动PFC和非静音式被动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,但成本也相对较高。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。

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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IT168 2008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与转换效率没有任何关系”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PFC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PFC电源就省电”。

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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究竟是省在哪

由于主动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。 

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;另一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“80PLUS认证电源”,我们很多时候都会遭遇骗局,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80PLUS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^-^)。 

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被动PFC设计的酷冷战斧320

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主动PFC设计的长城节电王系列电源

我们选购电源的时候,应当先看预算,预算较少只能选择被动PFC电源,而预算充裕的话笔者当然推荐大家优先考虑主动PFC电源;其次最关键的就是牌子,大品牌的产品一般质量较好、保修服务完善;最后就是选择高性能产品,80PLUS认证是产品高性能的标志,但是在选购目标之前,建议大家登陆80PLUS官网查询一下产品认证真伪。

标签: PFC 电源

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