原来如此 主动/被动PFC到底差距为何

2011-11-22 09:11:35 来源: 中关村在线网站
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第1页:一分为二 PFC电路的定义和分类

    Dilingling,看到这个铃声的时候,想必一些老的看客就已经知道了,这是我们关于电源知识普及的又一堂课了。那么,我们今天就来说一说目前电源市场中的主动式PFC电源和被动式PFC电源的差别为何吧。


原来如此 主动/被动PFC到底差距为何

    首先我们还是来说一下PFC的定义。PFC的英文全称为“Power Factor Correction”,意思是“功率因数校正”,指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系,即有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。 基本上功率因素可以衡量电力被有效利用的程度,当功率因素值越大,代表其电力利用率越高。

功率因数飙升 航嘉低端电源加入主动PFC
被动式PFC电感

功率因数飙升 航嘉低端电源加入主动PFC
主动式PFC电感

    我们知道,计算机的开关电源是一种电容输入型电路,其电流和电压之间的相位差会造成交换功率的损失,而我们为了降低这个损失,提高功率因数,就诞生了PFC电路。目前的PFC有两种,一种为被动式PFC(也称无源PFC),另一种为主动式PFC(也称有源式PFC)。 


第2页:一坨水泥 假被动式PFC电路要警惕

    接下来我们就来说说两种PFC电路的结构由什么组成以及功率因数的大小。

    先来说说被动式PFC电路提升功率因数的方法吧。 它分为两种方法,一种叫做“电感补偿法”,另一种方法叫做“填谷电路式”。


原来如此 主动/被动PFC到底差距为何
被动式PFC电路

    “电感补偿法”,是通过让交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数的。被动式PFC还包括静音式被动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。

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动力火车 散热奇兵400 被动式PFC电路

    “填谷电路式”,属于一种新型无源功率因数校正电路,其特点是利用整流桥后面的填谷电路来大幅度增加整流管的导通角,通过填平谷点,使输入电流从尖峰脉冲变为接近于正弦波的波形,将功率因数提高到0.9左右,显著降低总谐波失真。与传统的电感式无源功率因数校正电路相比,其优点是电路简单,功率因数补偿效果显著,并且在输入电路中不需要使用体积大重量沉的大电感器。

每周质量报告 红日长昇55元电源能用吗
假被动PFC 水泥

    在这里需要提醒各位看官的是,选购被动式PFC电源的时候,不要一味追求便宜,以免购买到上图这样的假被动式PFC电源产品。话说这东西也假的太过分了吧!


第3页:物美价廉 被动PFC电路的成本更低

    被动式PFC电路由被压器(适用于127V)和整流桥以及NTC热敏电阻组成。我们还是以动力火车的散热奇兵400为例,大家来看图说话。


原来如此 主动/被动PFC到底差距为何
倍压器

    倍压器由两个巨大的电解电容组成。这种电容的相对生产成本比较低,所以相对主动PFC来说,能节省不少的生产成本。

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整流桥和热敏电阻

    整流桥,可由4颗二极管组成,也可由单个元器件组成(高端电源的整流桥会安置在专门的散热片上)。

    NTC热敏电阻,根据温度的变化改变电阻值的电阻器,租用主要是当温度很低或者很高的时候,重新匹配供电,通常为橄榄色。


第4页:高转换率 主动式PFC电路的功率因数

    主动式PFC由电感电容及电子元器件组成,体积小、通过专用IC去调整电流的波形,对电流电压间的相位差进行补偿。


原来如此 主动/被动PFC到底差距为何

    主动式PFC可以达到较高的功率因数──通常可达98%以上,但成本也相对较高。此外,主动式PFC还可用作辅助电源,因此在使用主动式PFC电路中,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。

原来如此 主动/被动PFC到底差距为何
主动式PFC电路

    从上面的结构图当中,我们能够看出,相对被动式PFC的电源来说,内部少了些滤波电容,两个主电容也被替代成了一个主电容,减少空间的占用的同时,也提高了转换效率。


第5页:真材实料 主动PFC电路的组成结构

    主动式PFC电路大多主要由六个电子元器件组成。其中包括功率MOFET开关管、PFC二极管、电感、滤波电容和NTC热敏电阻以及IC整合电路。


功率因数飙升 航嘉低端电源加入主动PFC
主动式PFC开关管

    两个功率MOFET开关管,常位于一次侧的散热片上。

功率因数飙升 航嘉低端电源加入主动PFC
PFC开关管与整流桥

    PFC二极管,也是功率二极管,常位于散热片上,但只有两根针脚。

原来如此 主动/被动PFC到底差距为何
电感和热敏电阻

    电感,电源之中最大的电感。NTC热敏电阻,根据温度变化而改变阻值。

原来如此 主动/被动PFC到底差距为何
电容

    滤波电容,一次侧部分最大的电解电容。

    IC整合电路,是按照多层布线或遂道布线的方法将元器件组合成的电子电路。它在电路中用字母“IC”(也有用文字符号“N”等)表示。同时负责控制PWM电路的“PFC/PWM combo”。


第6页:一表心意 对比主动/被动PFC差异

    前面我们已经了解了主动式PFC和被动式PFC的功率大小和组成结构。最后我们通过一张表格来总结对比出主动式PFC和被动式PFC的差异究竟是什么。

   结构类型

比较项

主动式PFC设计电源

被动式PFC设计电源

电感补偿法

填谷电路式

功率因数

高达98%

70%-80%

90%

组成结构

功率MOSFET开关管、PFC二极管、电感、滤波电容、NTC热敏电阻、IC整合电路

倍压器(适用于127V)、整流桥、NTC热敏电阻

生产成本

    通过上面的对比,我们能够得出以下两点结论:第一,主动式PFC的功率高于被动式PFC;第二,主动式PFC的生产成本高于被动式PFC。

    未来发展方向,由于大量主动式PFC的投产,主动式PFC结构的生产成本也在日趋降低,而主动式PFC结构的转换效率却明显高于被动式PFC结构。被动式PFC结构将面临严峻的考验。

    今天我们关于主动式PFC和被动式PFC差异的课程就上到这里了。由于这已经是小编关于电源知识普及的第三堂课了,为方便大家建立完整的知识架构,我在这里用一张电源的知识结构图来帮助大家理解和记忆本系列文章的知识内容。 


原来如此 主动/被动PFC到底差距为何

     通过上面的这张电源的系统知识的结构图,我相信大家已经建立了电源知识的简单的系统框架,如果各位看官想进一步的了解相关知识的话,可以扩展阅读小编的相关文章。


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netease 本文来源:中关村在线网站 责任编辑:王晓易_NE0011
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