高效才是硬道理　主动式ＰＦＣ电源解读及导购

在将交流电转换为可供电脑硬件使用的低压直流电的过程中，我们总是希望输入多少能量就能输出多少能量，即100％的能量转换。然而，由于电源本身是有电阻值的电器，电流经过后一必定消耗部分能量，所以1 00％的能量转换是不现实的。那么，衡量一款电源转换电能的本领就显得非常重要了。为此，我们引入了一个叫“PFC”的概念：Power Factor Correct，也就是所谓的“功率因数校正”。

一、功率因数PFC电路

根据电流功率的计算公式，我们都知道直流电的“功率一电流×电压”，但当负载不是纯阻性(即呈现电容特性或电感特性)时，交流电的电流与电压的相位并不一致，也就是电流的最大值与电压的最大值并不出现在同一时刻，在这种情况下有效电流与有效电压的乘积并不等于电流做功的功率，而是还要乘以一个系数(或叫因数)，这个系数就是PFC，即“功率因数校正”，其值的范围是在0到1之间。最初的定义中，PFC并没有特指电源内部的某部分电路，而是用来表征电子产品对电能的利用效率。功率因数越高，说明电能的利用效率越高。

由于我国是一个能源缺乏的国家，为了提高电器设备转换效率，国家制定了一个叫CCC(即3C)认证的强制性规范。它规定凡是在中国使用的PC电源都必须在电源的二级EMI电路之后、全桥整流电路之前，增加一个可以在交流电转换为直流前提高电源对市电利用率的特殊电路。由于该电路正好和二段网络中的PFC作用基本相同，因此人们称之为“Power Factor Correcter”，简称PFC(下文如果无特别说明，PFC指的就是PFC电路)。

小知识：二段网络中的功率因数

功率因数并非只存在于PC电路中，其实它存在于任何的电路网络中。在我们常见的二端网络(与外界有二个接点的电路)中，功率因数指的是两端电压u与其中电流I之间位相差的余弦。一般说“某某电源的功率因数为0．××(××是任意阿拉伯数字)”，而用百分比来进行表述，严格来说是不规范的。

二、认识“有源”和“无源”的PFC

PFC电路按照工作原理的不同，可以分为主动式PFC和被动式PFC两大类。当具体到实际的产品时，主动式PFC电源也叫做“有源”电源，而被动式PFC则被称为“无源”电源，其中“有源”和“无源”指的就是PFC电路。在我们所做过的电源评测中，对很多被动式PFC电源进行过拆解，知道被动式PFC通常是一块体积比较大的电感，大部分的外观都是在硅钢片外部缠绕着铜线，然后用黄色的绝缘纸包裹着，外形和常见的小型变压器类似。

相对于被动式PFC电路，主动式PFC电路则显得神秘了许多。从电器元件上看，主动式PFC电路包括高频电感线圈、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，从而减少电流在流向下级电路过程中的电能损耗。简单地说，主动式PFC就是一个升压电路。与被动式PFC相比，它的明显特征就是一个电感线圈。不过由于电源内部所采用电感线圈较多，如果一看有电感线圈就误以为是主动式PFC是不正确的。总的来说，要正确识别主动式PFC还是需要一定的电路知识和经验，并不像被动式PFC那样一目了然。

不论PFC电路是主动还是被动，该电路位置通常设计在电源接口的位置附近(当然也有例外的)，部分产品透过电源的散热孔就可以看到。此外，对于主动式PFC电路，电源厂商也会在产品外壳上或铭牌上注明。

在物理学上，直流电的功率计算公式为P=UI，电压的公式则为U=IR，其中R是电导线的电阻值。那么，电流在流通的过程中，导线要消耗的电能大小则为I²R。由于导线的阻值是固定的，所以要降低其消耗的电能就只能降低电流值。在电网输入总功率一定的情况下，只要提高电压，电流值就会变小，从而降低电路的电能损耗。其实，我们国家的电网系统都是采用高压电线来传输电能，这就是其中的道理了。

三、主动式PFC好在哪

电源的PFC电路是为了提高电源的功率因数，但有人认为“功率因数”就等于“转换效率”，甚至将主动式0．99的功率因数理解为能得到99％的电源转换效率。很显然，这是不正确的。虽然两个都是描述电源的电能转换效率的概念，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”为国家省钱

公式1：功率因数=输入电源的实际能量／电网供给电源的能量

在二端网络中，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。在电网负载一定的情况下，如果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。

功率因数所产生的损耗是由电力部门负担的，因此使用功率因数较高的产品，能提高电网的利用率，能为国家做出贡献。一般而言， “有源”PC电源的功率因数可以到达0．99，而“无源”PC电源的功率因数大多在0．6～0．8之间，而其他的家用电器大多在0．5～0．6之间，甚至更低。可见，PC电源的电能利用率是比较高的。

小提示：

这里的“稳定”指的是电器设备之间的相互干扰少，例如平时我们在家里启动一个功率较大的电器时，家里的电灯就会突然暗下来。所以，电源中PFC除了提高电能利用率，减少电能的损耗外，同时还要起到能减少电源对市电和其他电器干扰的作用。

小知识：电源转换效率的特点

对于电源而言，其转换效率有两大特点：不同的电源产品，其转换效率不同；同一电源产品，在不同的工作状态下，其转换效率也会发生变化。第一点很容易被人理解，因为不同的电源产品之间，它们内在的变压电路、电流转换器以及功能电路都会有所不同，所以转换效率不同是理所当然的。但为什么同一产品的转换效率也会变化呢?这是因为电源的输出电压有多路，例如+12V、+5V、+3．3v等，当各路输出的负载情况发生变化时，电源内部的变压器、磁感线圈等也会发生相应的变化，从而导致转换效率发生变化。

早期的电源，转换效率一般在65％左右。发展到ATX12V 1．3规范时，要求电源的转换效率达到70％，而ATX12V 2．0版或后续版本电源，转换效率要求达到80％以上。

2．“转换效率”为用户省钱

公式2：电源转换效率=电源为主机提供的即时输出功率／输入电源的即时功率×100％(功率因数≠转换效率)

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”，

足足有50W的功率是白白被浪费掉了，而浪费部分的费用是由用户来承担的。

3．电源的实际效率

明白了“功率因数”和“转换效率”之后，那么电能从电网端到电源输出端的转换效率就很容易计算了：

公式3：电源的实际效率=功率因数×转换效率

假设有被动式PFC和主动式PFC两款电源，前者的功率因数为0．75，转换效率为82％，而后者的功率因数为0．99，而转换效率为81％，那么我们就得到它们的实际效率：

被动式PFC电源的实际效率=0．75×82％=61．5％

主动式PFC电源的实际效率=0．99×81％=80．19％

在转换效率基本相同的时候，两者在实际效率上的差距达到了18．69％。也就是说，在相同硬件配置下，使用主动式PFC要比被动式PFC节约1／3左右的电能(所节约出来的电源是个人和电网公司共同享有的)，差距相当明显。

四、为何被动式PFC还大量存在

虽然主动式PFC的优势非常明显，但在实际的消费市场中，被动式PFC电源依然占据了大部分的市场。

前面已经提到过了，主动式PFC需要用到的电感、电子管、电容以及辅助IC电路等元件，这些器件的材料远比被动式PFC中的硅钢片和铜线贵上很多。

而主动式PFC所使用电路材料本身也是需要消耗电能的，也就是说主动式PFC在提高功率因数的同时，其转换效率也会有所下降的。

但对于只有一个电感的被动式PFC而言，其自身的耗能几乎可以忽略不计的。因此，在考虑成本和转换效率之后，在功率较低(300W以下)的情况下使用主动式PFC的电源并没有太多优势可言。

主动式PFC还存在一个比较致命的弱点，由于它是通过提高电压的方式降低能耗的，在电流从低压转成高压的时候，很容易会产生高频噪音(类似于高压变电站所发出的嗡鸣声)，电源静音效果很难得到保障。

另外，主动式PFC电源主要针对的是发烧友和专业用户，他们通常不会首先考虑价格因素，所以电源可在用料上多下功夫，这正好保障了电源有很高的总效率，而且发热问题并没有随着功耗的增加而增大，这正好是被动式PFC做不到的。

此外，利用主动式PFC工作原理上的优势，一些经过特别设计的主动PFC电源可以适应大范围的电压变化，这样的产品特别适合于电压不稳定的地区。

小结：我们国家是一个资源紧缺的国家，节能是大势所趋，也势在必行。节能是每个公民和企业所应当承担的责任。我们通过分析主动式PFC和被动式PFC电源的区别，让大家更加了解电源，从明白自己在使用PC电源时该如何为自己省电，为国家省电。

五、名牌主动式PFC电源推荐

如果有人告诉你“市电经过电源之后有将近1／3是被浪费掉的”，读了上面的文字之后，相信大家应该明白这并非危言耸听，而是确确实实地发生在电脑里面的事情。为了更节省或者获得更高效稳定的电能，我们就需要一款主动式PFC电源。那么，市面上有哪些值得选购的主动式PEC电源呢?

静音设计的低价电源——全汉精灵王

产品简介：这款电源符合Intel ATX12V 2．0版规范，额定功率为250W。散热系统采用了抽吸式大风车设计，不但可以有效地降低噪音，而且还能帮助机箱整体进行散热。精灵王接头比较齐全，除了20+4Pin主供电接头外，还有6个D型接口和2个SATA接口。电源内部也采用了完整的二级EMI滤波电路，有效降低了杂波干扰并保证了PC使用安全。

推荐理由：采用主动式PFC，其价格几乎是同类产品的最低价，250W的额定功率也足以满足中低端配置，静音设计十分贴心。

电压不稳的大救星——航嘉宽幅王2．2版

产品简介：这款电源符合Intel ATX 12V 2．2版规范，额定功率高达350W，轻松满足高端机型的极限供电需求。由于采用宽幅设计，其电压输入适应范围可以从低压的90V到高压的270V，非常适合电压不稳地区的电脑使用。此外，12cm的大尺寸风扇还有静音效果，同时还设计了独特的LCD供电接口，方便用户使用。

推荐理由：主动式PFC经过了宽幅设计，电压适应范围非常大，完全可以替代稳压器，328元的报价，其性价比优势不言而喻。

接口齐全的超值电源——多彩超霸DLP-430A

产品简介：这款电源符合Intel ATX12V 2．2版规范，额定功率为250W，最大功率达到了320W，输出能力比较出色。超霸DLP 430A最大的特点就是采用主动式PFC，PFC值高达0．95以上，高效节能；支持宽幅度，满足150～264V AC输入。接口采用20+4Pin兼容接口，提供了6个D型接口和2个SATA接口，支持PCI-E显卡，接口兼容性出色。

推荐理由：采用主动式PFC，这在中低价位电源上并不多见，接口兼容性也让人满意。不到300元的价格，非常值得选购。

顶级配置的优秀电源——航嘉冷静王至尊版

产品简介：这款电源符合Intel ATX12V 2．0版规范，额定功率则高达400W，最大功率更是500W，不愧是号称至尊版的电源。由于采用了主动式PFC，其满载时的PFC值甚至高达0．99以上。这款电源采用了24Pin设计，还提供了7个D型接口和4个SATA接口，接口设计十分丰富。14cm的超大静音风扇不但有效控制了噪音，而且还具备智能温控装置。

推荐理由：这款电源的电压适应范围在90～264V之间，非常适合电压不稳的地区。电源接口也非常丰富，不愧于“至尊”的称号。

发烧级双卡豪华电源——长城BTX-500SD

产品简介：这款电源符合Intel ATX12V 2．2版规范，额定功率高达450W，可以为SLI双卡平台提供最为稳定的保证。由于采用12cm大风扇散热，电源运行的噪音并不大。还提供了20+4Pin主板供电兼容接口、6个D型接口和2个SATA接口，同时还配备了一个专为PCI-E供电的6Pin接口，预留了8Pin接口，用户可以根据主板的规格自行安装。

推荐理由：接口十分丰富，具备了长城独有的“2+1”多重保护功能，额定功率高达450W。

功能强大的服务器电源——鑫谷宙斯盾650

产品简介：宙斯盾650是一款定位与服务器领域的大功率电源，额定功率为550W，最大功率可达650W，双路+12V可以同时输出18A电流，仅+12V的输出功率就已达到了432W，轻松应付双CPU及服务器的多个硬盘阵列。该电源采用20+4Pin主输出接口，提供了8个D型、2个SATA和1个PCI-E接口。自动温控双风扇设计，使散热效能提高50％以上，保证了电源长时间连续稳定工作。

推荐理由：性能强劲，接口丰富，完全可以满足服务器级别的平台需求。

三路12V输出的超强电源——TT暗黑AH-680

产品简介：这款电源符合Intel ATX12V 2．2版规范，额定功率为550W。采用了双8cm温控风扇，构架了“贯通式散热风道”，更利于机箱散热。电源除了拥有20+4Pin主供电接头外，还提供了4个SATA接口、12个D型接口、两个独立的6Pin PCI－E显卡接口，具备了相当强悍的扩展能力。过压、短路、过载、高温自动保护等功能，解决了玩家的后顾之忧。

推荐理由：拥有三组+12V电路，可支持双核处理器和双卡平台，专为满足高端显卡用户而设计。

蓝色眩光的顶级电源——酷冷RS-550-ACLY

产品简介：这款电源符合Intel ATX12V 2．0版规范，额定功率达到了550W，峰值功率甚至可以达到600W。虽然是2．0版电源，但是采用了三路12V输出，其12V的最大电流分别可达18A、20A、10A。电源的主板接口采用了24Pin接口，但是却附送了一个24Pin转20Pin的转接线。配以酷冷12cm蓝旋风发光超静音风扇，整款电源看起来很有档次。

推荐理由：高端产品所独具的三路12V输出，并采用蓝色眩光风扇，适合发烧友购买。

结语：当然，对于普通的消费者，我们推荐主动式PFC电源的出发点，在于它可以提高电能的利用率。虽然主动式PFC电源的价格通常比被动式产品贵，但从长远来看，利肯定大于弊。