早在07年,美國Ecos和EPRI兩個組織就提出了80Plus電源標準,而老牌的EnergyStar則更是有長達十年歷史,并推出了最新的EnergyStar-V標準。兩者均對電源的轉換效率提出了越來越嚴苛的要求。要使電源朝著更節能方向發展,最根本的方法在于改進設計方案。下面我們就從減少電能損耗的角度來了解目前電源發展的方向。
可以降低電能損耗的電路分別有PFC電路和拓撲架構。前者功能主要在于減低電網的電能損耗,而后者則主要減低電源內部對電能的損耗。簡單來說,前者為國家省電,而后者則為自己省錢。
一、PFC電路:全稱為“PowerFactorCorrection”,意思是“功率因數校正”,功率因數指的是有效功率與總耗電量(視在功率)之間的關系,也就是有效功率除以總耗電量(視在功率)的比值;旧瞎β室蛩乜梢院饬侩娏Ρ挥行Ю玫某潭,當功率因素值越大,代表其電力利用率越高。計算機開關電源是一種電容輸入型電路,其電流和電壓之間的相位差會造成交換功率的損失,此時便需要PFC電路提高功率因數。目前的PFC有兩種,一種為被動式PFC(也稱無源PFC)和主動式PFC(也稱有源式PFC)。
主動PFC電路的功率校準因數可達0.9以上,而被動PFC電路的功率校準因素僅有0.7-0.8,它可決定電力在電網中的損耗量。例如,同樣輸入功率為300W的兩款電源,市電電網只需要為主動PFC電源提供333W(300W/0.9)電力,而被動PFC電源則需要耗費市電的375W電力(300W/0.8),兩者相差42W。而部分低端電源的功率校準因數僅有0.7,對電能的損耗更大。因此,主動PFC電路可大大節約國家電網中的電能損耗(雖然用戶僅需要按300W來交電費)。
紅框所示為被動PFC電路
過往,受限于成本控制和市場定位需要,航嘉冷靜王Vista采用被動PFC設計,不利于國家節能能源。
冷靜王win7采用主動PFC設計,令功率校準因數達到0.9以上
二、拓撲電路:拓撲電路的種類決定了電源的轉換效率。如果說PFC電路是為國家節約能源的話,那么拓撲電路就是為用戶自己節約電費。
目前市場上的電源主要采用三種拓撲電路,分別是半橋、正激和全橋。其中半橋拓撲因為方案成熟原因,占據了大部分市場,但它的劣勢也相當明顯,就是轉換效率低;正激則分為單管正激和雙管正激兩種。它主要出現在300W-400W的中高端電源上,可顯著提高電源的轉換效率,例如通過80Plus認證的電源就主要采用正激拓撲為主;全橋則主要應用在400W以上、80PLUS級別產品,因為在高功耗情況下,正激拓撲很難保證轉換效率依然保持在80%以上。
紅框所示三個變壓器可看作是半橋拓撲的標志(冷鉆Vista)
雙管正激拓撲電路,散熱片之間只有兩個變壓器(冷鉆Win7)
當然,也并非“只有兩個變壓器”就一定是雙管正激。例如全橋拓撲也只有兩個變壓器,只是全橋拓撲一般用在超過400W的大功率電源上,而400W以下則主要采用雙管正激(和半橋)。另外全橋拓撲的兩個變壓器旁邊還配備了四個開關管,結構更復雜。
從節電結果來看,PFC電路和拓撲電路分別影響著市電電網和個人用電量。例如整機功耗為300W時,以80%的轉換效率來算,電源的輸入功率為375W(300W/80%),用戶需要以375W來掏電費。如果此時功率校準因素為0.9的話,那么市電需要消耗417W(375W/0.9),也就是說國家需要為浪費的42W“埋單”;如果校準因數只有0.7,那么在電網中浪費的電力就高達160W。因此,無論功率校準因數也好,轉換效率也罷,都直接影響著主機對電能的需求,和國家發電量有莫大的關系。
從為國家節約能源并減少排放二氧化碳的利益出發,電源的節能前景需求已經越來越清晰。為此,航嘉最新推出的冷鉆Win7就把原來Vista的被動PFC改進為主動PFC,并把后者的半橋拓撲改進為雙管正激拓撲,既節約了個人用戶的電費開支,也為國家電網節省了不必要的損耗!
來源:航嘉
http:www.mangadaku.com/news/2010-1/201015174826.html

