01 什么是功率因素校正?(PFC) |
功率因素指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系,也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。基本上功率
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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。交换式电源供应器上的功率因素校正器的运
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作原理是去控制调整交流电电流输入的时间与波型, 使其与直流电电压波型尽可能一致,让功率因素趋近于1。这对于电力需求 |
量大到某一个水准的电子设备而言是很重要的, 否则电力设备系统消耗的电力可能超出其规格,极可能干扰铜系统的其它电子设 |
备。一般状况下, 电子设备没有功率因素校正(Power Factor Correction, PFC)时其PF 值约只有0.5。 |
02 为什么我们需要PFC? |
功率因素校正的好处包含: |
1. 节省电费 |
2. 增加电力系统容量 |
3. 稳定电流 |
低功率因素即代表低的电力效能,越低的功率因素值代表越高比例的电力在配送网络中耗损,若较低的功率因素没有被校正 |
提升,电力公司除了有效功率外,还要提供与工作非相关的虚功,这导致需要更大的发电机、转换机、输送工具、缆线及额外的 |
配送系统等事实上可被省略的设施,以弥补损耗的不足。有PFC 功能的电子设备配可以帮助改善自身能源使用率,减少电费, |
PFC 也是一种环保科技,可以有效减低造成电力污染之谐波,是对社会全体有益的功能。 |
03 PFC 电源供应器是如何帮助节省能源? |
藉由降低您的电力设备必须传输的电压-电流,以提供一台电源供应器至少所需的供电量。因为产生较少无用的谐波(只会替 |
交流电运输系统增加不必要的负担),让电力的消耗减少。 |
04 有哪些国家规定PFC 为电子设备的标准配备? |
2001 年一月,欧盟正式对电子设备谐波有详细规范,规定凡输出在75W~600W 范围间之电子设备产品,都必须通过谐波测 |
试[Harmonics test(EN 61000-3-2)],测量待测物对电力系统所产生的谐波干扰;中国大陆自2002 年5 月起,规范凡政府机 |
关采购之电子设备,皆将功率因素校正(PFC)视为电子设备的标准配备功能;日本已着手研拟关于节约电力的各项方案,这是一 |
种未来的趋势,相信在不久的将来,其它国家将陆续跟进。 |
05 什么是主动式/被动式功率因素校正?(Active/Passive PFC) |
被动式PFC,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 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,功率因素校正值可达近乎 |
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。 |
06 为什么主动式PFC 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 的优点: |
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。 |
随着IC 零件需求增加,成本将随之降低。 |
较无原料短缺的风险。 |
较被动式专业的解决方案。 |
能以较低成本带来全域电压的高附加价值。 |
功率因素接近完美的100%,使电力利用率极佳化,对环保有益。 |
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 的缺点: |
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。 |
沉重重量增加电源供应器在运输过程损坏的风险。 |
原料短缺的风险较高。 |
如电源内部结构固定的不正确,容易产生震动噪音。 |
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。 |
07 如何区别主动式功率因素校正? |
知道了主动式功率因素校正(Active Power Factor Correction)的好处后,使用者最想知道的是如何区分真的具有主动式 |
功率因素校正功能的电源供应器。在此提供几项简单评量的方式: |
1.看文字叙述: 准确率90%以上。因为功率因素校正是很有用的功能,厂商当然希望能藉此吸引消费者,所以有此功能的必定会 |
用文字描述。所以有看到"功率因素校正"、"Power Factor Correct" 或 "PFC" 这些字眼的产品,都是有功率因素校正功能的。 |
同理,因为主动式的较被动式的功率因素高,厂商没有理由不大书特书一番,所以基本上没说明为主动式的功率因素校正产品必 |
定为被动式的。 |
2.看规格书: 准确率100%。若有功率因素校正功能,在其产品规格书中应该可以看到功率因素(PowerFactor, PF)的值,我们 |
知道 PF 值要大于90%以上才是主动式的功率因素校正。 |
3.看电源外观: 准确率50%。在目前所知的技术下,具有主动式功率因素校正的电源供应器,不会有电压切换开关(多为红色), |
其输入电压必须是全域电压(Full range/ universal free input)或固定电压,而不能是切换电压。所以如果你看到有电压 |
切换开关。就不会有主动式功率因素校正的功能。但相反的,并不是所有无电压切换开关(多为红色)的电源都有主动式功率因素 |
校正功能,所以使用此法的准确率只有50%,建议应与前两项指针交互印证 |