主动式PFC电源好在哪

金　贵

我国是一个资源紧缺的国家，节能是大势所趋，也势在必行。节能是每个公民和企业所应当承担的责任。本文通过分析主动式PFC和被动式PFC电源的区别，让大家更加了解电源，从而明白自己在使用PC电源时该如何为自己省电，为国家省电。

什么是PFC

PFC是电脑电源中的一个非常重要的参数，全称是功率校正因数(Power Factor Comect)简称为PFC，等于实际功率与视在功率的比值，表征的是电源对输入电能的利用效率。

功率因数=实际功率/视在功率

功率是能量传输率的度量，在直流电路中它是电压和电流的乘积。在交流系统里则要复杂些：即有部分交流电流在负载里循环不传输电能(它称为电抗电流或谐波电流)。比如我们常见的正弦交流电路，有功功率一般小于视在功率，也就是说视在功率上打一个折扣才能等于平均功率，这个折扣就是我们所说的功率因数(Power Factor)。

功率因数通常用Cosφ来表示，其中φ就是交流电压与交流电流间的相位差角，也被称为功率因数角。

什么是主动式PFC

主动式PFC也称有源PFC，也就是在交流电转换为直流电之前，用一个“控制线路及功率型开关式”的组件电路来调整输入电流相位，以缩小其与输入电压的相位差，从而提高对输入电能的利用效率。因此，主动式PFC电源的功率因数通常都很高，甚至接近1。

此外，主动式PFC电路修正了输入电流相位后，即电源供应器可以适应输入交流电压范围增大了很多。一般适应90V～264V的交流，电源供应器不需要切换电压，这对于电压不稳定的地区用户而言，是非常有用的。

相关知识

1、什么是视在功率

在电工技术中，将单口网络两端电压和电流有效值的乘积，称为视在功率(Apparent Power)，记为S=UI。

显然，只有单口网络完全由电阻混联而成时，视在功率才等于平均功率，否则，视在功率总是大于平均功率(即有功功率)，也就是说，视在功率不是单口网络实际所消耗的功率。为了与功率有所区别，视在功率通常用伏安(VA)或千伏安(KVA)为单位。

2、视在功率的意义

由于视在功率等于网络端钮处电流、电压有效值的乘积，而有效值能客观地反映正弦量的大小和它的做功能力，因此这两个量的乘积反映了为确保网络能正常工作，外电路需传给网络的能量或该网络的容量。

由于网络中既存在电阻这样的耗能元件，又存在电感、电容这样的储能元件，所以，外电路必须提供其正常工作所需的功率，即平均功率或有功功率，同时应有一部分能量被贮存在电感、电容等元件中。只有视在功率大于平均功率的时候，网络或设备才能正常工作，若按平均功率给网络提供电能是不能保证其正常工作的。

在交流电路中，我们将正弦交流电压有效值与电流有效值的乘积称为视在功率。视在功率并不表示交流电路实际消耗的功率，只表示电网可能提供的最大功率。

什么是被动式PFC

被动式PFC也被称作无源PFC。之所以叫“被动”，它不是直接对输入的交流电流进行相位调整，而是采用一个电感产生辅助电流并叠加到原来的输入电流上，以改变原来的输入电流与电压之间相位差的方式来提高功率因数，因此被动式PFC电源的功率因数通常不会很高，只能达到0.7～0.8。

由于修正过程采用的是叠加的方式，交流电流会有所增大，那么在转换成直流电之前，PFC电路就需要比主动式PFC更多更大的容量来存储这个电流，因此在被动式PFC电感之后通常需要设置两个大容量电容。

小提示：由于被动式PFC在对电流和电压补偿的过程中，始终进行着充放电的动作，因而产生了磁性，最终会和周边的金属元件产生振动进而发出噪音。因此，被动式PFC还可分为静音型和非静音型两种。静音型PFC相当于两个非静音型PFC的叠加，达到振动互相抵消的目的，但成本上和制造工艺上，静音型要求都比较高。

主动式PFC好在哪

电源的PFC电路是为了提高电源的功率因数，但有人认为“功率因数”就等于“转换效率”，甚至将主动式0.99的功率因数理解为能得到99％的电源转换效率。很显然，这是不正确的。虽然两个都是描述省电的概念，但对于电脑用户而言，两个概念的意义是不一样的。

1、“功率因数”为国家省钱

功率因数=输入电源的实际能量/电网供给电源的能量

一般来说，在二端网络中，提高用电设备的功率因数有两方面的意义，一是可以减小输电线路上的功率损失：二是可以充分发挥电力设备(如发电机，变压器等)的潜力。在电网负载一定的情况下，如果用户用电设备的功率因数越大，那么电网的能量利用率和稳定性就越高。

由于功率因数所产生的损耗是由电力部门负担的，因此使用功率因数比较高的产品，能为国家做出贡献，能提高电网的利用率。

小提示：这里的“稳定”指的是电器设备之间的相互干扰少，例如平时我们在家里启动一个大功率的电器时，家里的电灯就会突然暗下来。

2、“转换效率”为用户省钱

电源转换效率=电源为主机提供的即时输出功率，输入电源的即时功率×100％

电源在工作的时候，输入电源的电能并不会全部由交流电转换成低压直流电，总会有部分电能会在转换的过程中变成热能而损耗掉。所谓转换效率，就是电源的实际输出功率除以输入功率的百分比。比如说一款电源的转换效率为80％，那么通过该电源输出200w的直流电功率。则在输入端输入的交流电功率为“200W÷80％=250w”，足足有50w的功率是白白被浪费掉了，而浪费部分的费用是由用户来承担的。

小知识：电源转换效率的特点

对于电源而言，其转换效率有两大特点：不同的电源产品，其转换效率不同；同一电源产品，在不同的工作状态下，其转换效率也会发生变化。第一点很容易被人理解，因为不同的电源产品之间，它们内在的变压电路、电流转换器以及功能电路都会有所不同，所以转换效率不同是理所当然的。

但为什么同一产品的转换效率也会变化呢?这是因为电源的输出电压有多路，例如+12V、+5V、+3.3V等，当各路输出的负载情况发生变化时，电源内部的变压器、磁感线圈等也会发生相应的变化，从而导致转换效率发生变化。早期的电源，转换效率一般只有65％左右。发展到ATX12V 1.3规范时，要求电源的转换效率达到70％，而ATX12V 2.0版或后续版本电源，转换效率要求达到80％以上。

3、电源的实际效率

明白了“功率因数”和“转换效率”之后，那么电能从电网端到电源输出端的转换效率就很容易计算了：

电源的实际效率=功率因数×转换效率

假设现在有被动式PFC和主动式PFC两款电源，前者的功率因数为0.75，转换效率为82％，而后者的功率因数为0.99，而转换效率为81％，那么我们就得到它们的实际效率：

被动式PFC电源的实际效率=0.75×82％=61.5％

主动式PFC电源的实际效率=0.99×81％=80.19％

在转换效率基本相同的时候，两者在实际效率上的差距达到了18.69％。也就是说，在相同的硬件配置下，使用主动式PFC电源要比被动式PFC的节约1／3左右的电能(所节约出来的电能是个人和电网公司共同享有的)，差距相当明显。

主动式PFC电源推荐

航嘉多核R80

报价：42.8元

参数规格

电源版本：ATX12V 2.3

额定功率：300W

PFC：主动式

风扇：12cm

点评：多核R80电源是一款环保、节能为设计理念的电源产品。采用的是12cm风扇的抽吸式散热架构，在内部电路上采用了长城独有的分段式智能温控技术，风扇可以根据内部温度的不同来调节转速，以保障良好的静音和散热效果。性能上，多核R80除了通过我国基本的3C强制认证外，还通过了RoHS、80PLUS、EnergyStar 4.0以及Windows Premium Ready等认证。

多彩超霸DLP-500A

报价：328元

参数规格

电源版本：ATX12V 2.3

额定功率：350W

PFC：主动式

风扇：12cm

点评：多彩超霸DLP-500A为黑色哑光烤漆钢板外壳，12cm大口径四色彩灯风扇，工作时可发出彩光，非常适合于搭配高档、时尚的机箱。内部电路采用的是贴片工艺，散热更加充分。得益于主动式PFC设计，电源可支持150V-264V的电压输入。性能方面，DLP-500A完美通过了国家节能认证要求。