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主动式/被动式PFC开关电源

时间:2022-07-09     【原创】

什么是主动式/被动式功率因数校正(PFC开关电源)?


       被动式PFC开关电源,使用由电感、电容等组合而成的电路来降低谐波电流,其输入电流为低频的50Hz到60Hz,因此需要大量的电感与电容。而且其功率因素校正仅达75%~80%。 


       主动式PFC开关电源使用主动组件 [控制线路及功率型开关式组件(power sine conductor On/Off switch),基本运作原理为调整输入电流波型使其与输入电压波形尽可能相似,功率因数校正值可达近乎100%。 此外主动式PFC有另一项重要附加价值,即电源供应器输入电压范围可扩增为90Vdc到264Vdc的全域电压,电源供应器不需要像以往一般需切换电压。相对地,因为其优异功能,主动式PFC价格也较高。


       另外消费者还要注意,一般而言很多被动式的设计,在115V的系统上是没有置入的,因为厂商只作 230V的部分,所以需请在115V电压系统下的消费者,留意此问题,可能多花了钱却买到在115V下没有PFC作用的电源供应器。


       被动式PFC开关电源一般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。


       而主动式PFC开关电源则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。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。


为什么主动式PFC开关电源优于被动式PFC?


1. 主动式PFC提升功率因素值至95%以上,被动式PFC约只能改善至75%。换句话说,主动式PFC比被动式PFC能节约更多的能源。

2. 采用主动式PFC的电源供应器的重量,较用笨重组件的被动式PFC产品要轻巧许多,而产品走向轻薄小是未来3C市场必然趋势。


主动式PFC开关电源的优点:


1.校正效果远优于欧洲的 EN 谐波规范,即便未来规格更趋严格也都能符合规定。

2.随着IC零件需求增加,成本将随之降低。

3.较无原料短缺的风险。

4.较被动式专业的解决方案。

5.能以较低成本带来全域电压的高附加价值。

6.功率因数接近完美的100%,使电力利用率极佳化,对环保有益。

7.因应未来CPU发展趋势,输出瓦特数(电力)要求将越高,主动式PFC因成本不随输出瓦特数增加而上升,故拥有较好竞争力。


被动式PFC开关电源的缺点:


1.当欧洲EN的谐波规范越来越严格时,电感量产的品质需提升,而生产难度将提高。

2.沉重重量增加电源供应器在运输过程损坏的风险。

3.原料短缺的风险较高。

4.如电源内部结构固定的不正确,容易产生震动噪音。

5.当电源供应器输出超过300瓦以上,被动式PFC在材料成本及产品性能表现上将越不具竞争力。

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