台式機電源,請問主動pfc比被動pfc能省多少電?
台式機電源,請問主動pfc比被動pfc能省多少電?
目錄
菜鳥必學的電源秘笈
1. 最佳電源品牌 2. 電源的外觀規格簡介 3. PC電源銘牌上的數字你看懂了嗎? 3.1 電源的+12V、+5V和+3.3V向誰供電?3.2 +12V聯合輸出功率和額定功率的關係
4. TDP、GCP、TBP、SDP和ACP詳解4.1 CPU TDP和最大功率的關係4.2 沒有統一標準的CPU最大功率4.3 顯卡最大功率與TDP的關係5. 台式機需要多少瓦的電源?
5.1 台式機需要多少瓦的電源?--Xbitlabs 5.2 怎麼使電腦達到最大功率? 5.3 評:《台式機需要多少瓦的電源?——Xbitlabs》 6. 什麼是80 PLUS認證?7. 我們為什麼要選擇主動PFC電源? (本文)
8. 電源的保護機制 9. 如何看懂電源評測? 10. 2017年最佳電腦電源
我們為什麼要選擇主動PFC電源?
引言
在早些年主動PFC電源剛剛步入主流的時候,商家們一度大肆宣傳「主動就是比被動好」,現在主動PFC電源已經成為主流,不再需要像當年那樣瘋狂地推廣。
在探討主動PFC和被動PFC之前,讓我們先了解它們是怎麼來的。
PS:下面將會有一些公式、數字和定義,大家不要害怕,本文會用相對通俗的說法來講解PFC。
什麼是功率因數?
◇有功功率、無功功率和視在功率
交流電有三個成份:
實功率(real power,也稱為有功功率,active power),以P來表示。
無功功率(reactive power),以Q來表示。
視在功率(apparent power),以S來表示。
有功功率和無功功率的相量和即為視在功率。
有個不嚴謹但通俗的說法,請電氣工程師輕虐!
「有功」與「無功」就像「上班」與「加班」,「有功」對應「正常上班時間」,幹了活就有錢;「無功」對應「加班時間」,幹了活也沒錢,幹了也白乾,還不能不幹!!![3]
而你的「總工作時間」就像「視在功率」,等於「上班時間」加上「加班時間」。
◇功率因數(PF)
功率因數(英語:Power Factor,縮寫:PF)又稱功率因子,是交流電力系統中特有的物理量,是一負載所消耗的有功功率與其視在功率的比值,介於0到1之間。
功率因子定義如下:
若電路中只有純電阻性的加熱組件(如電燈泡、電爐等),其功率因子是1。
若電路中含有電容或電感(如馬達、螺線管閥、鎮流器等),其功率因子會小於1。
為什麼要提高PF值?
◇PF值的現實意義
功率因數(PF)在一定程度上反映了發電機容量得以利用的比例,是合理用電的重要指標。
電力系統中,若一負載的功率因子較低,負載要產生相同功率輸出時所需要的電流就會提高。當電流提高時,電路系統的能量損失就會增加,而且電線及相關電力設備的容量也隨之增加。
電力公司為了反映較大容量設備及浪費能量的成本,一般會對功率因子較低的工商業用戶以較高的電費費率來計算電費。
◇功率因子修正(PFC)
提高負載功率因子,使其接近1的技術稱為功率因子修正(Power factor correction,簡稱PFC)。
對於PC電源,PFC分為被動PFC和主動PFC。
被動PFC
◇簡介
被動PFC,全稱是被動功率因子修正或無源功率因子修正(passive PFC)。
被動PFC曾經是PC電源上的主流,現在雖然已經退出主流市場,但由於相對低廉的成本,因此其仍然活躍在額定功率400W以下的入門級電源產品中。
◇修正效果
被動PFC的修正效果,電感器電容器組合電路修正後的功率因子在0.7至0.8之間,填谷式電路的則在0.9左右或更高一些。但效果仍不如主動PFC,產生的熱量較主動PFC的要大些。
◇電源越重品質越好嗎?
常見於PC電源中的被動PFC是電感補償式,特點是在高壓濾波電容附近有一個PFC電感,這個電感由多塊硅鋼片外部纏繞銅線而成,體積大、重量高。
被動PFC電路中的PFC電感,圖片源自遊戲悍將80+ S400電源
電感補償式的被動PFC有結構簡單、成本低廉的優勢,但是其電感的體積和重量都會隨著電源額定功率的提升而增加,因此被動PFC基本上不會用在額定功率比較高的電源產品中。
中低端主流的被動PFC設計方案
另外由於被動PFC電源往往有著比較高的重量,因此在玩家群體里產生了一種「電源越重品質越好」的判斷方法,雖然現在此方法基本已經沒有實用價值,但仍然被不少剛入門的玩家奉為信條。
這款達碩角鬥士430電源的PFC電感其實是假的,你看出來了嗎?
值得一提的是,由於有這樣的判斷法,在被動PFC電源仍是主流的年代,有不少假冒偽劣產品會採用假的PFC電感,這些電感在表面上和真品沒什麼區別,但實際上可能只有硅鋼片而沒有銅線繞圈,甚至只是灌裝水泥冒充的,以增加電源的重量。
低端產品慣用被動PFC設計
因此,「電源越重品質越好」的判斷方法就算有些參考意義,但顯然不會是絕對的判斷標準。
主動PFC
◇簡介
主動PFC,全稱是主動功率因子修正或有源功率因子修正(active PFC)。
主動PFC電路,圖片源自遊戲悍將SURPASS SP500電源
從設計結構上來說,主動PFC顯然比被動PFC更複雜,成本也更高。但是主動PFC有著更寬廣的電壓適應能力,在電壓波動較大的情況下仍然可以穩定工作。
◇修正效果
在功率因數校正的效果上,主動PFC也有凌駕於被動PFC,可以輕鬆達到0.9以上,部分高端產品甚至可以實現無限接近於1的效果。
◇主動PFC電源並非越重越好
此外由於主動PFC電路的體積和重量都遠小於被動PFC,隨著電源額定功率的提升,其在體積和重量上的變化也不會很大,因此在被動PFC電源上「越重越好」的標準其實並不適合主動PFC電源。
主動PFC電源會更省電嗎?
主動PFC電源會更省電嗎?如果從宏觀的角度來看,確實是這樣沒錯的。
同樣是200W的有功功率,採用被動PFC設計、PF值為0.8的PC電源需要消耗250W的視在功率,而採用主動PFC設計、PF值為0.9的PC電源則只需要222W的視在功率,如果說視在功率相當於發電機的輸出功率,那主動PFC電源對發電機造成的負荷就更低,自然也就是更省電了。
電錶
然而這樣的省電對於消費者而言並沒有什麼實際意義,因為我們的電錶只統計有功功率,並不是統計視在功率,因此不管是主動PFC、被動PFC還是沒有PFC,只要有功功率相同,電錶上走的數字就是相同的,消費者需要支付的電費也是相同的。[4] [5]
工業自動產品領域
上述電錶的情況只適用於居民用電,電力公司一般會對PF值較低的工商業用戶以較高的電費費率來計算電費。
真正能讓你省電費的參數是電源的轉換效率,這個轉換效率直接影響電源有功功率的高低,在相同的輸出負載下,轉換效率更高的電源所需要的有功功率越低,你需要付的電費自然也越少了。
我們為什麼要選擇主動PFC電源?
被動PFC vs 主動PFC
從上表可知,如果用車來形容PFC,被動PFC就像拖拉機,而主動PFC就像法拉利。
如果僅僅是從省電費的角度來考慮,電源是採用主動PFC、被動PFC甚至是有無PFC都沒有什麼關係,因為省錢與否的關鍵是在電源的轉換效率。 但是,同樣額定功率的電源產品,主動PFC電源大部分確實有著比被動PFC產品更高的轉換效率,因為前者往往在做工、用料和架構上都會有更高的水平,品質也會更好,所以主動PFC電源產品在客觀上確實要更省電費,雖然兩者沒有必然的聯繫。
另外選擇主動PFC電源也是一種環保觀念。由於其PF值更接近於1,因此它對電網的負荷和污染也會更低,有利於減少不必要的能量消耗。
參考文獻
1. 超能課堂(56):主動式PFC與被動式PFC電源有什麼不同? - 超能網
2. 功率因數 - 維基百科,自由的百科全書
3. 如何理解有功功率與無功功率? - 知乎
4. 再談『電表』與『功率因數』 @ 電的世界真奇妙,有閒來聊哦也希望不吝賜教..:: 隨意窩 Xuite日誌
5. 電費是按有功功率計還是按視在功率計? - 知乎
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1.轉換率
決定省多少電。所以不同電源比較省電看典型負載下的轉換率即可2.拓撲
就是電源的設計方案決定轉過率的多少,而pfc電路與轉換率無關(只與給市電省電有關),pfc電路後面的結構決定轉換率的多少,比如正激就能達到80%轉換率,被動pfc電源也可以設計成正激結構(如航嘉jumper300s為單管正激被動pfc拓撲)3.apfc有啥明顯好處能穩壓,在電源低負載下,主動pfc的電源都能穩壓我個人測過60v都沒事省多錢不知道。主動pfc是多少瓦的?被動的是多瓦的?效率各是多少?電費多少錢一度?我自己家電腦很少能工作到滿載狀態。電腦能用幾年?到底能省多少錢?幾年能回本?自己算一算唄。
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