您现在的位置:首页 >> 技术资料 >> 电源行业标准
电路设计中主动PFC的优缺点分析
        来源:        作者:        发表时间:2014-10-22        阅读次数:566次

在电子电路的设计过程当中,若想要得知电能的有效利用率,就需要借助PFC(功率因数校正)。PFC的数值越大,就越说明电能被有效利用。PFC的诞生是因为传统的二极管整流电路会对电网形成干扰,并且功率也会降低浪费电网的容量。为了解决这个问题,引入了PFC。目前市场上合格的并且拥有安规认证的电源,都加装了PFC电路。这就意味着,如果想要让产品顺利进入市场,就要充分了解PFC电路的设计,本篇文章从实例出发,将为大家对主动PFC电源进行分析。

主动PFC的优势

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。

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。之所以目前市场上大多数电源都是主动式PFC,是由于以下几点原因。

由于低端产品对成本的要求过于严格,所以几乎不可能使用主动PFC设计。而购买这种商品的人同样不会关心功率因数及转换效率究竟如何。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,但是高端用户不会在乎这一点价格。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。

实例分析 如何选择PFC

用几台电脑分别使用额定400W、450W、500W的电源。

首先说额定400W的电源,主动PFC,两级EMI滤波,电路设计比较前卫,转换效率很高,自身发热小,因为开关频率很高,超过了人能听见的范围,听不到高频噪音。

400W;主动PFC;三级EMI滤波;传统的主动PFC设计,转换效率不高,自身发热一般;开关频率不算高,有明显的高频噪音。

450W;主动PFC;三级EMI滤波;传统的主动PFC设计,转换效率偏低,自身发热大,开关频率应该比较高,没有明显的高频噪音。

500W;被动PFC;两级EMI滤波;传统的被动PFC设计,转换效率糟糕,发热巨大。没有任何高频噪音,不过风扇的噪音很大。

400W这个电源,也都是名厂产品。主动PFC效率明显占优,不过在EMI滤波器方面,主动PFC却更为实用。在选电源的时候,很消费者都还很纠结该选择被

通过对主动式和被动式PFC的对比,相信大家已经充分掌握了关于这两种PFC的区别,并能选择分析出适合自己的PFC。从结论上来看,主动式的PFC更加适合配置较齐全的高成本电源,而在一般情况下我们如果想使用PFC,那么选择被动式PFC就可以满足需求。

通常,在电源设计当中,PFC电路都会被安装在第二层滤波之后于全桥整流电路之前。PFC有能够被细分为两种,一种是无源PFC,也就是常说的被动式PFC,一种是有源PFC,即主动式PFC。

被动式PFC采用的是电感补偿方法使交流输入的基波电流,也就是交流电与电压之间相位差减小来提高功率因数,被动式PFC又分静音式被动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。

主动式PFC则是由电感电容及电子元器件两部分所组成,它体积较小、需要通过专用的IC去调整电流的波形,对电流和电压之间的相位差进行补偿。相对于被动式PFC来说,主动式PFC可以达到较高的功率因数通常可达98%以上,但它的成本就被动式PFC来说也相对较高。此外,主动式PFC还可用作辅助电源,所以在使用主动式PFC的电路当中,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。

这里有一个有趣的现象,很多人在在购买电源时,都喜欢购买带有主动式PFC的电源。虽然在使用上主动式PFC具有一定的优点,但是还是要看情况而言。

主动PFC和被动PFC的优势

PFC的诞生是因为传统的二极管整流电路会对电网形成干扰,并且攻略也会降低浪费电网的容量。为了解决这个问题,引入了PFC。简单说被动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:

由于低端产品对成本的要求过于严格,所以几乎不可能使用主动PFC设计。而购买这种商品的人同样不会关心功率因数及转换效率究竟如何。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,但是高端用户不会在乎这一点价格。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。

版权所有:苏州达同新材料有限公司  经销商加盟    解决方案    行业资讯    技术资料