現在消費者選購電源,除了看重品牌、價格、功率之外,還會關心這款電源是否省電,有不少產品宣傳可以節電20%、高達99%的效能等等,是否靠譜呢。到底怎麼才算省電呢?給自己省電,還是給國家省電?省電=省錢嗎?
拒絕被忽悠 告訴你什麼才是省電電源
電源作為主機內部看起來並不起眼的硬體,其實蘊含很多知識,很多消費者如果弄不明白其中的道理,也比較容易上當受騙。而且電源不像cpu、板卡容易辨識,各種山寨貨也是琳琅滿目,今天給網友們科普幾個知識,弄清楚省電的真相,希望對網友們對電源有更加深刻的認識。
功率因數
弄明白上面的問題,首先需要網友們熟悉幾個概念。首先就是功率因數,很多人把功率因數和轉換效率混淆。在交流電路中,電壓與電流之間的相位差的餘弦叫做功率因數,在數值上,功率因數是有功功率和視在功率的比值。很顯然,功率因數永遠不可能為1。目前高端電源的功率因數均可達到99%。
超過99%的功率因數
PFC不是功率因數
再看看什麼是PFC,意思是「功率因數校正」,通俗的話說,就是提高有用功的比重。此時便需要PFC電路提高功率因數。目前的PFC有兩種,一種為被動式PFC和主動式PFC。一般來說,只有400W以下的電源採用被動PFC設計。
轉換效率不可能100%
最後就是轉換效率,電源轉換效率=電源為主機提供的即時輸出功率/輸入電源的即時功率×100%。根據80Plus給出的節能標準,電源轉換效率在輸出功率為額定功率20%、50%、100%情況下的轉換效率,可分為白牌、銅牌、銀牌、金牌、白金牌認證,具體要求可參考下表。
80plus轉換效率說明
從上面可以看出來,市面上的白金電源,最高轉換效率也就是92%的最高負載,所以有商家忽悠說99%效能是不可能達到的。
學過物理的都知道,轉換效率是不可能達到100%的。通俗解釋就是,電源輸出了100的能量,但是不可能全部被利用,如果轉換效率為85%,那麼主機就可以獲得85的能量,但是電費可是要按100能量計算的。接下來看下主被動PFC的區別,到底和省電是否有關聯?
被動PFC成本低
首先看下被動PFC和主動PFC在設計上有什麼區別,被動式PFC一般是一個體積較大的電感(像個大鐵塊),內部是銅線纏繞矽鋼片以絕緣膠紙包覆,被動式PFC採用電感補償方法使交流輸入的基波電流與電壓之間相位差減小來提高功率因數,被動式PFC的功率因數只能達到0.6~0.75,不過這種方案的好處就是成本較低。
被動式PFC設計
主動PFC技術複雜
相對於被動PFC簡單直觀的外形,主動式PFC電路要複雜許多。主動式PFC電路是由電感線圈、濾波電容、開關管及控制IC等元件組成的一個升壓電路,可以將輸入電壓提高、減少電流的電能損耗。主動式PFC可以達到較高的功率因數──通常可達98%以上,但由於電路較複雜、元件較多,所以成本也相對較高。
主動PFC設計
主動PFC優勢
主動式PFC需要用到更多的元器件,更複雜的電路設計,因此製作成本會比被動式PFC更高;其次,主動式PFC所使用電路本身也是需要消耗電能的,所以主動PFC設計和高轉換效率沒有必然聯繫。
那麼為什麼主動式PFC的轉換效率要高於被動式PFC呢?被動PFC對電路的要求比主動PFC要低,市面上大部分的被動PFC電源都是採用簡單的半橋拓撲+廉價二極體元件構成,而主動PFC電源標配雙管正激電路+低阻抗電感+高功率場效管,更優秀的架構與元件可以使轉換效率穩步提升。
高功率因數給國家省錢
功率因數只在電能傳輸上起到作用,電流從電網的一端至電源之間的傳輸過程會出現損耗,這個損耗的大小跟功率因數有關,如果電源的功率因數較低,則電能傳輸損耗較大,這樣電網的電能利用率相對較低。簡單來說就是省電,省國家的電,而非省用戶口袋的錢。
其實無論是主動PFC還是被動PFC電源,只要功率因數相同,輸入同樣功率電能的時候,無論是主動PFC還是被動PFC,我們所上繳的電費是相同的,所以主動PFC與省錢沒有必然的聯繫。
高轉換效率為用戶省錢
前面提到,因為電流在轉換過程中存在損耗,所以轉換效率不可能是100%的,如說一款電源的轉換效率為80%,那麼通過該電源輸出400W的直流電功率,則在輸入端輸入的交流電功率為「400W÷80%=500W」,這就說明有100W的功率是被浪費掉了,因為電費是按照500W功率計算的。所以高轉換效率才是為用戶省錢的根本。
那是不是就一定要選擇主動PFC的電源呢,其實不一定。筆者給大家做個僅供參考的例子。市售300-400W左右的電源,採用被動PFC的居多。一般額定功率400W被動PFC電源轉換效率為75%,零售價格約為150元,而額定功率400W主動PFC電源轉換效率為85%,零售價格約為280元,兩者購買差價為130元。
電源 | 400W主動PFC電源 | 400W被動PFC電源 |
轉換效率 | 85% | 75% |
價格 | 280元 | 150元 |
每天使用 | 6小時 | 6小時 |
電費 | 0.5 | 0.5 |
主機功率 | 250W | 250W |
實際消耗 | 294W | 333W |
每日電費 | 0.882元 | 0.999元 |
每月電費 | 27.342元 | 30.969元 |
每年電費 | 321.93元 | 364.635元 |
我們假設機器功耗為250w,那麼被動PFC電源要供應250W功率的話,需要333W的輸入,而同樣的電力供應主動PFC電源僅需要294W,用戶每天使用機器6小時,電費為0.5元的話,那麼每天用戶使用主動PFC電源要比被動PFC的省約1毛錢,每年多支出約40元,要使用這個電源3年半才能把電源的差價賺回來。
編輯總結:通過今天的學習補充,相信不少網友對於電源的認識又加深了一步,本文主要介紹了關於電源功率因數與轉換效率的關係,主被動PFC的區別,以及最關鍵的省電和省錢的關係,玩家們對於如何選擇適合自己的電源想必也都更加清楚了。
電源作為主機內部看起來並不起眼的硬體,其實蘊含很多知識。主動PFC設計和高轉換效率沒有必然聯繫。最關鍵的省電和省錢的關係。讓消費者更加清楚的選擇節能電源產品。
司宇