主动PFC与被动PFC详细分析

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主动PFC与被动PFC详细分析

PFC是功率因数校正的缩写，用来表示电能得有效利用率。PFC的数值越大，说明其对电能的利用率越高。目前，只要是市面上通过了我国安规认证的的电源，都必须安装PFC电路。本篇文章就将为大家介绍如何选择合适的PFC。在电源设计当中，PFC电路都会被安装在第二层滤波之后于全桥整流电路之前。PFC有能够被细分为两种，一种是无源PFC，也就是常说的被动式PFC，一种是有源PFC，即主动式PFC。

被动式PFC采用的是电感补偿方法使交流输入的基波电流，也就是交流电与电压之间相位差减小来提高功率因数，被动式PFC又分静音式被动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。

主动式PFC则是由电感电容及电子元器件两部分所组成，它体积较小、需要通过专用的IC去调整电流的波形，对电流和电压之间的相位差进行补偿。相对于被动式PFC来说，主动式PFC可以达到较高的功率因数通常可达98%以上，但它的成本就被动式PFC来说也相对较高。此外，主动式PFC还可用作辅助电源，所以在使用主动式PFC的电路当中，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。

这里有一个有趣的现象，很多人在在购买电源时，都喜欢购买带有主动式PFC的电源。虽然在使用上主动式PFC具有一定的优点，但是还是要看情况而言。

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主动PFC和被动PFC的优势

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PFC的诞生是因为传统的二极管整流电路会对电网形成干扰，并且攻略也会降低浪费电网的容量。为了解决这个问题，引入了PFC。简单说被动PFC是一个工频电感器，利用电感中电流不能突变的原理，可以大幅降低电网干扰，同时提升功率因数。

被动PFC的优势是：电路简单，成本低，电磁干扰小。主动PFC的优势是：电压适应范围宽，功率因数高。

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功率因数和转换效率是两个不同的指标。功率因数是电路的参数，交流电路中的一个指标，和线路损耗有一定的关系。功率因数的范围是 0 1。0，1。0是最理想的，0在实际电路中其实不存在。供电局对这个指标比较重视，对于一般家用没有实际意义。转换效率是关于能量转换的，直接决定电源的损耗大小。转换效率的范围是 0% 100%，100%是理想的状态，0%是最差劲的极端。这才是我们应该关心的，转换效率越低，电源损耗越大，浪费的电越多。功率因数不影响电表走字，0。1和1。0都是一样的走法。转换效率要影响电表走字，转换效率越低，损耗的电能越多，电表也会多走些。高功率因数，是在给供电局省钱。高转换效率，是在给自己省钱。

主动PFC和电源转换效率并没有必然联系就目前市面上的产品来看，大部分高转换效率的电源都是主动PFC的，也同时拥有很高的功率因数。这有很大一部分是市场造成的：由于低端产品对成本的要求过于严格，所以几乎不可能使用主动PFC设计。而购买这种商品的人同样不会关心功率因数及转换效率究竟如何。因此低端电源普遍采用了传统的电路设计，效率低，功率因数也低。高端电源主要针对电脑玩家和专业场合设计，功率普遍很大，成本可以放宽，本身卖得也很贵。被动PFC在功率超过400W以后，损耗变大，效率变低，体积太大，重量也大。

主动PFC在400W功率以上效率有优势，虽然价格贵，但是高端用户不会在乎这一点价格。高端电源通常都不会沿用传统的电路设计，而是厂家精心研发的先进电路，效率自然提高很多。最终的结果就是：高端电源几乎全都是主动PFC，功率因数很高，效率也很高。实际上，主动PFC在低功率时，自身损耗大于被动PFC。毕竟它是一个复杂的电路，工作起来要消耗电能;而被动PFC就是一个电感。不过很少有人让高端电源工作的低负载下，这个问题也就不明显了。

主动PFC还有一个最麻烦的缺点：电磁干扰大为了搞定电磁干扰，EMI滤波电路要加强，电路更加复杂。有些电源在待机时发出高频噪音，也是因为主动PFC。高端电源(400W或更高)，首选主动PFC，在大功率的场合，主动PFC优势明显，高端产品成本上不受限制，电路设计优秀，完全可以弥补主动PFC的缺点。高效率高性能的产品谁都喜欢。

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低端电源(350W或更低)，根据自己的需求选择，不必苛求主动PFC，在成本受限的情况下，主动PFC的缺点开始暴露，电磁干扰，高频噪音。在300W这个等级，主动PFC已经完全没有优势了。在给大家举几个例子：

用几台电脑分别使用额定400W、450W、500W的电源。首先说额定400W的电源，主动PFC，两级EMI滤波，电路设计比较前卫，转换效率很高，自身发热小，因为开关频率很高，超过了人能听见的范围，听不到高频噪音。400W;主动PFC;三级EMI滤波;传统的主动PFC设计，转换效率不高，自身发热一般;开关频率不算高，有明显的高频噪音。

450W;主动PFC;三级EMI滤波;传统的主动PFC设计，转换效率偏低，自身发热大，开关频率应该比较高，没有明显的高频噪音。500W;被动PFC;两级EMI滤波;传统的被动PFC设计，转换效率糟糕，发热巨大。没有任何高频噪音，不过风扇的噪音很大。400W这个电源，也都是名厂产品。主动PFC效率明显占优，不过在EMI滤波器方面，主动PFC却更为实用。

在文章当中，我们通过对主动式和被动式两种PFC电路的介绍和对比，来帮助大家分析如何选择适合自己的PFC。从结论上来看，主动式的PFC更加适合配置较齐全的高成本电源，而在一般情况下我们如果想使用PFC，那么选择被动式PFC就可以满足需求。

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主动PFC与被动PFC。