實例分析:如何選擇PFC電源
發布時間:2014-09-06 責任編輯:echolady
【導讀】PFC是功率因數校正的縮寫,用來表示電能得有效利用率。PFC的數值越大,說明其對電能的利用率越高。目前,隻要是市麵上通過了我國安規認證的的電源,都必須安裝PFC電路。本篇文章就將為大家介紹如何選擇合適的PFC。在電源設計當中,PFC電路都會被安裝在第二層濾波之後於全橋整流電路之前。PFC有能夠被細分為兩種,一種是無源PFC,也就是常說的被動式PFC,一種是有源PFC,即主動式PFC。
被動式PFC采用的是電感補償方法使交流輸入的基波電流,也就是交流電與電壓之間相位差減小來提高功率因數,被動式PFC又分靜音式被動PFC和非靜音式被動PFC。被動式PFC的功率因數隻能達到0。7~0。8,它一般在高壓濾波電容附近。
主動式PFC則是由電感電容及電子元器件兩部分所組成,它體積較小、需要通過專用的IC去調整電流的波形,對電流和電壓之間的相位差進行補償。相對於被動式PFC來說,主動式PFC可以達到較高的功率因數通常可達98%以上,但它的成本就被動式PFC來說也相對較高。此外,主動式PFC還可用作輔助電源,所以在使用主動式PFC的電路當中,往往不需要待機變壓器,而且主動式PFC輸出直流電壓的紋波很小,這種電源不必采用很大容量的濾波電容。
這裏有一個有趣的現象,很多人在在購買電源時,都喜歡購買帶有主動式PFC的電源。雖然在使用上主動式PFC具有一定的優點,但是還是要看情況而言。
主動PFC和被動PFC的優勢
PFC的誕生是因為傳統的二極管整流電路會對電網形成幹擾,並且攻略也會降低浪費電網的容量。為了解決這個問題,引入了PFC。簡單說被動PFC是一個工頻電感器,利用電感中電流不能突變的原理,可以大幅降低電網幹擾,同時提升功率因數。
被動PFC的優勢是:電路簡單,成本低,電磁幹擾小。主動PFC的優勢是:電壓適應範圍寬,功率因數高。
功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)和(he)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)是(shi)兩(liang)個(ge)不(bu)同(tong)的(de)指(zhi)標(biao)。功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)是(shi)電(dian)路(lu)的(de)參(can)數(shu),交(jiao)流(liu)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)一(yi)個(ge)指(zhi)標(biao),和(he)線(xian)路(lu)損(sun)耗(hao)有(you)一(yi)定(ding)的(de)關(guan)係(xi)。功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)的(de)範(fan)圍(wei)是(shi) 0 1。0,1。0是最理想的,0在(zai)實(shi)際(ji)電(dian)路(lu)中(zhong)其(qi)實(shi)不(bu)存(cun)在(zai)。供(gong)電(dian)局(ju)對(dui)這(zhe)個(ge)指(zhi)標(biao)比(bi)較(jiao)重(zhong)視(shi),對(dui)於(yu)一(yi)般(ban)家(jia)用(yong)沒(mei)有(you)實(shi)際(ji)意(yi)義(yi)。轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)是(shi)關(guan)於(yu)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)的(de),直(zhi)接(jie)決(jue)定(ding)電(dian)源(yuan)的(de)損(sun)耗(hao)大(da)小(xiao)。轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)的(de)範(fan)圍(wei)是(shi) 0% 100%,100%是理想的狀態,0%是最差勁的極端。這才是我們應該關心的,轉換效率越低,電源損耗越大,浪費的電越多。功率因數不影響電表走字,0。1和1。0都是一樣的走法。轉換效率要影響電表走字,轉換效率越低,損耗的電能越多,電表也會多走些。高功率因數,是在給供電局省錢。
高轉換效率,是在給自己省錢。
主動PFC和電源轉換效率並沒有必然聯係就目前市麵上的產品來看,大部分高轉換效率的電源都是主動PFC的,也同時擁有很高的功率因數。
這有很大一部分是市場造成的:由於低端產品對成本的要求過於嚴格,所以幾乎不可能使用主動PFC設she計ji。而er購gou買mai這zhe種zhong商shang品pin的de人ren同tong樣yang不bu會hui關guan心xin功gong率lv因yin數shu及ji轉zhuan換huan效xiao率lv究jiu竟jing如ru何he。因yin此ci低di端duan電dian源yuan普pu遍bian采cai用yong了le傳chuan統tong的de電dian路lu設she計ji,效xiao率lv低di,功gong率lv因yin數shu也ye低di。高gao端duan電dian源yuan主zhu要yao針zhen對dui電dian腦nao玩wan家jia和he專zhuan業ye場chang合he設she計ji,功gong率lv普pu遍bian很hen大da,成cheng本ben可ke以yi放fang寬kuan,本ben身shen賣mai得de也ye很hen貴gui。被bei動dongPFC在功率超過400W以後,損耗變大,效率變低,體積太大,重量也大。
主動PFC在400W功(gong)率(lv)以(yi)上(shang)效(xiao)率(lv)有(you)優(you)勢(shi),雖(sui)然(ran)價(jia)格(ge)貴(gui),但(dan)是(shi)高(gao)端(duan)用(yong)戶(hu)不(bu)會(hui)在(zai)乎(hu)這(zhe)一(yi)點(dian)價(jia)格(ge)。高(gao)端(duan)電(dian)源(yuan)通(tong)常(chang)都(dou)不(bu)會(hui)沿(yan)用(yong)傳(chuan)統(tong)的(de)電(dian)路(lu)設(she)計(ji),而(er)是(shi)廠(chang)家(jia)精(jing)心(xin)研(yan)發(fa)的(de)先(xian)進(jin)電(dian)路(lu),效(xiao)率(lv)自(zi)然(ran)提(ti)高(gao)很(hen)多(duo)。最(zui)終(zhong)的(de)結(jie)果(guo)就(jiu)是(shi):高端電源幾乎全都是主動PFC,功率因數很高,效率也很高。
實際上,主動PFC在低功率時,自身損耗大於被動PFC。畢竟它是一個複雜的電路,工作起來要消耗電能;而被動PFC就是一個電感。不過很少有人讓高端電源工作的低負載下,這個問題也就不明顯了。
主動PFC還有一個最麻煩的缺點:電磁幹擾大
為了搞定電磁幹擾,EMI濾波電路要加強,電路更加複雜。有些電源在待機時發出高頻噪音,也是因為主動PFC。
高端電源(400W或更高),首選主動PFC,在大功率的場合,主動PFC優勢明顯,高端產品成本上不受限製,電路設計優秀,完全可以彌補主動PFC的缺點。高效率高性能的產品誰都喜歡。
低端電源(350W或更低),根據自己的需求選擇,不必苛求主動PFC,在成本受限的情況下,主動PFC的缺點開始暴露,電磁幹擾,高頻噪音。在300W這個等級,主動PFC已經完全沒有優勢了。在給大家舉幾個例子:
用幾台電腦分別使用額定400W、450W、500W的電源。
首先說額定400W的電源,主動PFC,兩級EMI濾波,電路設計比較前衛,轉換效率很高,自身發熱小,因為開關頻率很高,超過了人能聽見的範圍,聽不到高頻噪音。
400W;主動PFC;三級EMI濾波;傳統的主動PFC設計,轉換效率不高,自身發熱一般;開關頻率不算高,有明顯的高頻噪音。
450W;主動PFC;三級EMI濾波;傳統的主動PFC設計,轉換效率偏低,自身發熱大,開關頻率應該比較高,沒有明顯的高頻噪音。
500W;被動PFC;兩級EMI濾波;傳統的被動PFC設計,轉換效率糟糕,發熱巨大。沒有任何高頻噪音,不過風扇的噪音很大。
400W這個電源,也都是名廠產品。主動PFC效率明顯占優,不過在EMI濾波器方麵,主動PFC卻更為實用。
在文章當中,我們通過對主動式和被動式兩種PFC電路的介紹和對比,來幫助大家分析如何選擇適合自己的PFC。從結論上來看,主動式的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如果想使用PFC,那麼選擇被動式PFC就可以滿足需求。
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