質(zhì)量考試輔導(dǎo):電腦電源的功率因素

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電腦電源中的一個非常重要的參數(shù)——功率因素(PFC)往往容易被人們忽略,那么什么是功率因素,功率因素有什么意義呢?
    1、功率因素
    功率因數(shù)表征著電腦電源輸出有功功率的能力。
    功率是能量的傳輸率的度量,在直流電路中它是電壓V和電流A和乘積。在交流系統(tǒng)里則要復(fù)雜些:即有部分交流電流在負載里循環(huán)不傳輸電能,它稱為電抗電流或諧波電流,它使視在功率(電壓Volt乘電流Amps)大于實際功率。視在功率和實際功率的不等引出了功率因素,功率因素等于實際功率與視在功率的比值。所以交流系統(tǒng)里實際功率等于視在功率乘以功率因素。
    即:功率因素=實際功率/視在功率只有電加熱器和燈泡等線性負載的功率因素為1,許多設(shè)備的實際功率與視在功率的差值很小,可以忽略不計,而像容性設(shè)備如電腦的這種差值則很大、很重要。最近美國PCMagazine雜志的一項研究表明電腦的典型功率因素為0.65,即視在功率(VA)比實際功率(Watts)大50%!
    2、視在功率
    視在功率:即交流電壓和交流電流的乘積。
    用公式表示為:S=UI上式中,S是額定輸出功率,單位是VA(伏安);U是額定輸出電壓,單位是V,如220V、380V等;I是額定輸出電流,單位是A.視在功率包括兩部分:有功功率(P)和無功功率(Q)。
    有功功率是指直接做功的部分。比如使燈發(fā)亮,使電機轉(zhuǎn)動,使電子電路工作等。因為這個功率做功后都變成了熱量,可以直接被人們感覺到,所以有些人就產(chǎn)生一個錯覺,即把有功功率當(dāng)成了視在功率,孰不知有功功率只是視在功率的一部分,用式表示:P=Scosθ=UIcosθ=UI.F上式中,P是有功功率,單位是W(瓦);F=cosθ被稱為功率因數(shù),而θ是在非線性負載時電壓電流不同相時的相位差。
    無功功率是儲藏在電路中但不直接做功的那部分功率,用式表示:Q=Ssinθ=UIsinθ上式中,Q為無功功率,單位是var(乏)。
    對于計算機和其它一切靠直流電壓工作的電子電路,離開無功功率是根本無法工作的。
    一般用戶都認為計算機之類的設(shè)備只需要有功功率,而不需要無功功率。既然無功功率不做功,要它何用!于是他們當(dāng)然就認為功率因數(shù)為1的電源。因為它能給出輸出功率。然而,實際情況并非如此。
    假如有一臺計算機,當(dāng)交流市電輸入后進行整流,就得到脈動直流電壓,若不將脈動電壓進行任何加工,就直接提供給計算機電路,毫無疑問,電路根本無法正常工作。雖然這時計算機的功率因數(shù)接近于1,可這又有何用呢。
    為了讓計算機電路能正常工作,必須向其提供平滑了的直流電壓。這個“平滑”工作必須由接在計算機電源整流器后面的濾波電容器C來完成。這個濾波器就像一個水庫,電容器里面必須儲存足夠數(shù)量的電荷,在整流半波之間的空白時,使電路上的工作電壓仍不間斷,能保持正常電平。
    換句話說,即使在兩個脈動半波之間無輸入電能時,Uc的電壓電平也無顯著的變化,這個功能是靠電容器內(nèi)的儲能來實現(xiàn)的,儲存在電容器內(nèi)的這部分能量就是無功功率。所以說,計算機是靠無功功率的支持,才能保證電路正確運用有功功率實現(xiàn)正常運行的。
    因此可以說,計算機不但需要有功功率,也需要無功功率,兩者缺一不可!
    以前的電腦電源都沒有PFC功能,不過電腦電源目前正在實施3C認證,而通過3C認證的電源必須添加PFC功能。