新旧标准差异巨大 教你认清80plus电源

细探PFC电路

　　暂时市面上主要分为被动PFC电源以及主动PFC电源两大类，很多消费者都会一致地认为主动PFC电源才是最好的，因为主动PFC具备很高的功率因数（PF），所以众多朋友都又再一次走进了电源参数的误区。其实功率因数和转换效率是两个完全不同的范畴，功率因数是转换电路中的一个参数，也是电路的一个指标，在一定程度上关系到线路的电流损耗，功率因数最佳值为1.0；转换效率就是从市电输入通过电源直至转换完毕从电源输出工程中的电流转换利用率，是决定了电源通过转换过后的耗损多少，转换效率的指标当然也是越高越好，100%的转换效率是众多电源生产厂商所梦寐以求的，不过以暂时的电源技术来看，100%转换效率还并未能够实现。电源的损耗越大归咎于电源内部的电路设计，并不能完全把责任放在PFC电路之上。

　　由于要确保有足够的功率输出，因此采用主动PFC电路设计是必然的，在高功率输出以及应用电压范围广的情况下，主动PFC的采用是大势所趋，搭配上优质扎实的EMI电路设计，尽可能减少电源内部的电磁干扰，方能弥补主动PFC电磁干扰大的缺点。由于众多高转换率的电源产品都是出自大厂，不会墨守成规，总会开创不同的先进式电路设计，搭配上主动PFC电路，高指标的功率因数，转换效率也相当出色，这样才能完全通过苛刻的80PLUS认证。

（编者注：其实以电源的发展趋势来看，电源产品向着轻薄转换效率高的目标进发，被动PFC这种笨重的电子元件以及谐波范围导致其将被逐渐淘汰，更先进更完善的电路设计搭配主动PFC造就高转换率环保节能的电源产品指日可待。）
　　高效源于同步整流技术
　　随着电子技术的迅猛发展，硬件电压供给需求呈现越来越低的趋势，流行的多核心CPU，工作电压均是很低，电压需求降低了，然而需求功耗则是有增无减。如果按照P=UI的物理公式来计算，配件适用电压较低，功耗增大，那么硬件对电流的要求则日益加重。以往的电源设计采用的整流二极管，在低电压电路中整流损耗方面已经接近输出的电源功率40%，输出电源的损耗导致降低了电源效率。当通过的电流值越来越大，要想电流的损耗进一步降低，到底该如何改善呢？同步整流电源技术其实已经相当成熟了，在众多电源大厂的产品中都采用到此款技术，次级整流电路中采用同步整流技术，确保了电源转换高效率、低损耗，其中一切玄机在于整流电路采用通态电阻极低的功率MOSFET取代了一直以来沿用的整流二极管。
普通的整流二极管
功率MOSFET整流器设计

　　传统的整流二极管在工作电压越来越低，电流越来越大的工作环境下，逐渐显露劣势，电路的整体电流损耗导致转换效率难以提升。

同步整流和传统整流对比
　　新一代的同步整流技术不仅仅只是采用了通态电阻极低的功率MOSFET去取代传统的整流二极管，还在电流输出端的整流方式作出了修改，以往传统的二极管整流方式只是以直接导通的方式通过二极管进行输出，崭新的同步整流则是需要通过功率MOSFET的栅极电压必须与被整流后的电压相位保持同步才能完整一个整流工序，正因为采用了通态电阻极低的功率MOSFET，以I=U/R的公式来看，U为固定电压值，通态电阻越低则代表通过输出的电流值则越大，这样通过导通MOSFET后，电流依然保持较高的稳定性，而且损耗较小，相对比传统二极管高达1V的导通压降，仅为几毫欧的MOSFET转换器提供了更强大的转换能力，而且现今发展状况下，每颗MOSFET能够负载更大的电流量，而且以每导通60A仅损耗大概1%的指标确实在损耗方面大有长进。
　　集成度更高的MOSFET转换器模块，导通能力更强更快。功率密度的提升进一步预示了电源制品工艺的发展，将会向更小型化的产品发展，而且同步整流技术的出现，更好地搭配主动PFC电路，因为同步整流电路增强了电路的抗电磁干扰能力，电源内部各元件的干扰更小，电子元件的减少有利于成本的减少。不过以暂时同步整流设计的电路来看，还需要完善的PWM控制电路，因此在整体成本方面上还是比较难控制。

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