結合實例分析電路設計中PFC的優缺點
發布時間:2014-10-19 責任編輯:mikeliu
【導讀】電路設計中,PFC掌管著電能利用率的“生殺大權”,這就意味著要想有高效率的電能轉換,就要充分了解PFC電路的設計。本篇文章從實例出發,將為大家對主動PFC電源進行分析。通過對主動式和被動式PFC的對比,幫大家充分掌握關於這兩種PFC的區別,並能選擇分析出適合自己的PFC。
在電子電路的設計過程當中,若想要得知電能的有效利用率,就需要借助PFC(功率因數校正)。PFC的數值越大,就越說明電能被有效利用。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,並且功率也會降低浪費電網的容量。為了解決這個問題,引入了PFC。目前市場上合格的並且擁有安規認證的電源,都加裝了PFC電路。這就意味著,如果想要讓產品順利進入市場,就要充分了解PFC電路的設計,本篇文章從實例出發,將為大家對主動PFC電源進行分析。
主動PFC的優勢
主動PFC的de優you勢shi是shi,電dian壓ya適shi應ying範fan圍wei寬kuan,功gong率lv因yin數shu高gao。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shi0~1.0,1.0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。
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。之所以目前市場上大多數電源都是主動式PFC,是由於以下幾點原因。
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(dong)PFC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。
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總結
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。
實例分析 如何選擇PFC
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。在選電源的時候,很消費者都還很糾結該選擇什麼。
通過對主動式和被動式PFC的對比,相信大家已經充分掌握了關於這兩種PFC的區別,並能選擇分析出適合自己的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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