被動式pfc電路和主動式PFC電路的介紹及區別

現在消費者選購電源，除了看重品牌、價格、功率之外這些外在的參數，很少會注意到電源的一些技術詞彙，比如主動PFC、被動PFC、濾波電路等等。其實如果消費者能夠弄明白其中蘊含的一些知識，對於選購電源是非常有幫助的。

PFC就是功率因數校正

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。而計算機開關電源是一種電容輸入型電路，其電流和電壓之間的相位差會造成交換功率的損失，此時便需要PFC電路提高功率因數。目前的PFC有兩種，分為被動式PFC和主動式PFC。

被動PFC特點

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，內部是銅線纏繞矽鋼片以絕緣膠紙包覆，外形和小變壓器非常相似。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0.6～0.75，一般放置在高壓濾波電容附近。被動PFC方案簡單的結構也形成了其最大的特點——低成本。

主動PFC特點

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。

主動式PFC和被動式PFC電源共同與不同之處

簡單地說，主動式PFC就是一個有源的升壓電路。它通過高頻電感線圈、開關電子管、高 壓濾波電容以及控制IC等元件，組成一個可以將輸入電壓提高的電路，通過升高輸入電壓來減少電流在流向下級電路中的電能損耗。

為什麼升高輸入電壓會減少電能損耗呢？

我們知道，功率P=UI，在電網的輸入總功率P一定的情況下，只要提高電壓，電流值就會變小，從而降低電路的電能損耗。我們國家的電網系統之所以要採用高壓電線來傳輸電能，也是出於降低能耗的考慮。

與被動式PFC相比，主動式PFC電路省去了一個較大體積的含有矽鋼片的電感，因此重量上也可能會比被動式PFC電路輕。而作為其明顯區別就是一個電感線圈，不過卻不能因此判斷電源是否主動式PFC，因為電源內部的電感線圈較多，沒有電路知識的人並不能加以區分。

由於主動式PFC電源PFC電路自身需要消耗一定電能，如果使用在低功率（300W以下）電源中往往不如被動式PFC電源省電，因此在此類產品中並不常見。另外，因為主動式PFC電路的升壓能力，能容許較低的輸入電壓，所以適應市電通常範圍較寬（達到110V-240V）。

當然，最明顯的識別方式，莫過於通過產品外殼銘牌上的標註來識別，有寫明「主動式PFC」或者「Active PFC」即是主動式PFC。

我們知道電源的PFC電路是為了提高電源的功率因數而設，但是「功率因數」並不就等於「轉換效率」，有人將主動式0.99的功率因數理解為能得到99%的電源轉換效率，很顯然這是不對的。雖然兩個都是描述省電的概念，但對於電腦用戶而言，兩個概念的意義是不一樣的。

1.「功率因數」高是為國家省錢

公式：功率因數=輸入電源的實際電量÷電網供給電源的電量

提高用電器的功率因數有兩方面的意義，一是可以減小輸電線路上的功率損失；二是可以充分發揮電力設備（如發電機、變壓器等）的潛力。在電網的負載一定的情況下，如果用戶的用電設備的功率因數越大，那麼電網的能量利用率和穩定性就越高。

由於功率因數所產生的損耗是由電力部門負擔的，因此使用功率因數比較高的產品，能為國家做出貢獻，能提高電網的利用率。一般而言，主動PFC PC電源的功率因數可以到達0.99，而無源PFC PC電源的功率因數則大多在0.6～0.8之間，其他的家用電器大多在0.5～0.6之間，甚至更低。

通俗的講「穩定」指的是電器對電網的幹擾少，例如我們以往在開啟大功率家電產品的一瞬間，電網電壓都會被瞬間拉低（如燈會暗一下），理論上加入PFC電路後就不會出現這種問題。

2.「轉換效率」高是為用戶省錢

公式：電源轉換效率（即時）=電源為主機提供的（即時）輸出功率/輸入電源的（即時）功率×100%

電源在工作的時候，輸入電源的電能並不會全部由交流電轉換成電腦可用的低壓直流電，總會有部分電能會在轉換的過程中變成熱能而損耗掉。所謂轉換效率，就是電源的實際輸出功率除以輸入功率的百分比。比如說一款電源的轉換效率為80%，那麼通過該電源輸出200W的直流電功率，則在輸入端輸入的交流電功率為 「200W÷80%＝250W」，這就說明有50W的功率是被浪費掉了，而浪費部分的費用也是由用戶來承擔的。

為什麼要加上即時呢？因為電腦設備的負載並不是一直不變的，系統待機和滿負荷工作的負載是有很大差別的。所以電源轉換效率也是要根據負載情況發生變化的。一個合格的電源，在標出轉換效率的同時，也會寫明該轉換效率所對應的負載情況。

根據計算，通常在負載量在40%-70%的情況下（也就是電源半功率輸出）， 電源的轉換效率最高，而滿載或低負載情況下，轉換效率反而會降低。因此，各位在選購電源的時候，最好先預估所配置系統的大概功耗，再按照預估功耗 ×2×0.7這個值來作為要選購電源的功率，譬如你預估你的系統耗電為200W，那麼最好購買額定功率為250W--300W的電源產品，以免造成功率浪費。

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