被动式pfc电路和主动式PFC电路的介绍及区别 - 全文

现在消费者选购电源，除了看重品牌、价格、功率之外这些外在的参数，很少会注意到电源的一些技术词汇，比如主动PFC、被动PFC、滤波电路等等。其实如果消费者能够弄明白其中蕴含的一些知识，对于选购电源是非常有帮助的。

PFC就是功率因数校正

什么是PFC，意思是“功率因数校正”，通俗的话说，就是提高有用功的比重。而计算机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，此时便需要PFC电路提高功率因数。目前的PFC有两种，分为被动式PFC和主动式PFC。

被动PFC特点

首先看下被动PFC和主动PFC在设计上有什么区别，被动式PFC一般是一个体积较大的电感，内部是铜线缠绕硅钢片以绝缘胶纸包覆，外形和小变压器非常相似。被动式PFC采用电感补偿方法使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，被动式PFC的功率因数只能达到0.6～0.75，一般放置在高压滤波电容附近。被动PFC方案简单的结构也形成了其最大的特点——低成本。

主动PFC特点

相对于被动PFC简单直观的外形，主动式PFC电路要复杂许多。主动式PFC电路是由电感线圈、滤波电容、开关管及控制IC等元件组成的一个升压电路，可以将输入电压提高、减少电流的电能损耗。主动式PFC可以达到较高的功率因数──通常可达98%以上，但由于电路较复杂、元件较多，所以成本也相对较高。

主动式PFC和被动式PFC电源共同与不同之处

简单地说，主动式PFC就是一个有源的升压电路。它通过高频电感线圈、开关电子管、高 压滤波电容以及控制IC等元件，组成一个可以将输入电压提高的电路，通过升高输入电压来减少电流在流向下级电路中的电能损耗。

为什么升高输入电压会减少电能损耗呢？

我们知道，功率P=UI，在电网的输入总功率P一定的情况下，只要提高电压，电流值就会变小，从而降低电路的电能损耗。我们国家的电网系统之所以要采用高压电线来传输电能，也是出于降低能耗的考虑。

与被动式PFC相比，主动式PFC电路省去了一个较大体积的含有硅钢片的电感，因此重量上也可能会比被动式PFC电路轻。而作为其明显区别就是一个电感线圈，不过却不能因此判断电源是否主动式PFC，因为电源内部的电感线圈较多，没有电路知识的人并不能加以区分。

由于主动式PFC电源PFC电路自身需要消耗一定电能，如果使用在低功率（300W以下）电源中往往不如被动式PFC电源省电，因此在此类产品中并不常见。另外，因为主动式PFC电路的升压能力，能容许较低的输入电压，所以适应市电通常范围较宽（达到110V-240V）。

当然，最明显的识别方式，莫过于通过产品外壳铭牌上的标注来识别，有写明“主动式PFC”或者“Active PFC”即是主动式PFC。

我们知道电源的PFC电路是为了提高电源的功率因数而设，但是“功率因数”并不就等于“转换效率”，有人将主动式0.99的功率因数理解为能得到99%的电源转换效率，很显然这是不对的。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”高是为国家省钱

公式：功率因数=输入电源的实际电量÷电网供给电源的电量

提高用电器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。在电网的负载一定的情况下，如果用户的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。一般而言，主动PFC PC电源的功率因数可以到达0.99，而无源PFC PC电源的功率因数则大多在0.6～0.8之间，其他的家用电器大多在0.5～0.6之间，甚至更低。

通俗的讲“稳定”指的是电器对电网的干扰少，例如我们以往在开启大功率家电产品的一瞬间，电网电压都会被瞬间拉低（如灯会暗一下），理论上加入PFC电路后就不会出现这种问题。

2.“转换效率”高是为用户省钱

公式：电源转换效率（即时）=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电脑可用的低压直流电，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”，这就说明有50W的功率是被浪费掉了，而浪费部分的费用也是由用户来承担的。

为什么要加上即时呢？因为电脑设备的负载并不是一直不变的，系统待机和满负荷工作的负载是有很大差别的。所以电源转换效率也是要根据负载情况发生变化的。一个合格的电源，在标出转换效率的同时，也会写明该转换效率所对应的负载情况。

根据计算，通常在负载量在40%-70%的情况下（也就是电源半功率输出）， 电源的转换效率最高，而满载或低负载情况下，转换效率反而会降低。因此，各位在选购电源的时候，最好先预估所配置系统的大概功耗，再按照预估功耗 ×2×0.7这个值来作为要选购电源的功率，譬如你预估你的系统耗电为200W，那么最好购买额定功率为250W--300W的电源产品，以免造成功率浪费。