安防监控系统用机架式电源（也称：机架式监控电源）已经在金融、司法、交通等行业领域大量应用。陆陆续续发展出了独立保护型机架电源、双备份式机架电源、智能型双备份式机架电源、热插拔型双备份式机架电源、热插拔型智能机架电源等产品。虽然它有许多延伸递进的功能，但从本质上它还是属于一种特种形式、特定用途的开关电源——负责将强电转换为安防监控系统所需要种类的电源。

说到开关电源不得不提：转换效率、功率因数。这些电源的关键指标不仅仅影响电源产品的技术、工艺、质量，更对能耗有根本性的影响。机架电源等产品使用的开关电源技术一直走在转换效率逐渐提高、能量消耗逐渐降低的发展路途上。

一、提高转换效率的PFC技术

PFC电源技术，全称功率因数校正（Power Factor Correction）技术，是一种用于改善电源效率和减少电能浪费的技术。

PFC电源技术分为两大类：无源PFC和有源PFC（也称主动式PFC）。无源PFC通常使用电感、电容和电阻等被动元件来滤除电流中的谐波成分，从而提高功率因数。这种方法简单且成本较低，但校正效果有限，适用于功率较小的应用场合。而有源PFC则通过控制电路主动调整电流波形，使其与电压波形同步。有源PFC能够提供更好的校正效果，适用于各种功率级别的应用，尤其是对效率要求较高的场合。

PFC电源技术的优点主要包括以下几个方面：

² 提高功率因数：PFC技术通过校正电流波形，使其与电压波形同步，从而提高功率因数。这有助于减少电能的浪费，提高电力系统的整体效率。在PFC的作用下，功率因数可以显著提升，使电能得到更充分的利用。

² 降低谐波干扰：谐波干扰是电力系统中常见的问题，它会导致设备性能下降，甚至引发安全问题。PFC技术可以有效减少谐波干扰，保护电力设备和电力系统的稳定运行。这对于提高设备的兼容性和可靠性具有重要意义。

² 提高电源效率：PFC技术可以优化电源的工作状态，减少无功功率的消耗，从而提高电源的效率。在开关电源等电子设备中，PFC技术的应用可以显著降低电源损耗，提高能源利用效率。

² 提升设备可维护性和寿命：PFC技术可以减少设备的故障率，提高设备的可维护性和寿命。由于PFC技术能够降低谐波干扰和减少电能浪费，因此可以减少对设备的损害和磨损，延长设备的使用寿命。

² 适应宽范围输入电压：有源PFC技术（主动式PFC）能够适应较宽的输入电压范围，这使得电源在不同国家和地区的使用中更加灵活和可靠。

² 环保节能：PFC技术的应用有助于减少电网损耗和电能浪费，从而降低对环境的污染和碳排放。这对于推动绿色能源和可持续发展具有重要意义。

PFC电源技术是一种重要的电力电子技术，它通过提高功率因数、降低谐波干扰、提高电源效率等方式，为电力系统的优化和节能提供了有力支持。

二、PFC技术提高转换效率的效益验算

开关电源的转换效率是指电源在将输入电能转换为输出电能的过程中，有效输出功率与总输入功率之比。它反映了电源将电能转换为负载所需电能的效率。

转换效率通常表示为η，计算公式为η=Pout/Pin×100%，其中Pout是输出功率，Pin是输入功率。

以转换效率为80%的400W开关电源为例。输出功率Pout为400W，利用公式倒推计算输入功率Pin为500W。两者相减，之间约有100W的功率以热量等形式损耗掉了。验算一下能量损耗：400W/80%*（100%-80%）=100W。这相当于：在狭小的机器内部放置一个100W的电炉丝持续发热，散热压力极为严峻。降温风扇等散热措施的使用进一步加大了能源消耗。

对比采用主动PFC技术、转换效率为93%的400W开关电源。输出功率Pout同样为400W，利用公式倒推计算输入功率Pin为430.1W。两者相减，之间约有30.1W的功率以热量等形式损耗掉了。验算一下能量损耗：400W/93%*（100%-93%）=30.1W。相当于在机器内部放置了一个30W的LED节能灯，散热压力陡然小了太多。

对比测算可以看出：转换效率由80%提升到93%，转换效率提升了13%。能量损耗由100W降低到了30.1W，减少了约70W，相当于减少了70%的能量消耗。转换效率虽然只提升了13%，但是能量损耗降低了70%，效果显著。主动PFC技术不仅减少能量损耗，顺带也解决了散热、风道风量、噪音、积尘等其他设计难题。

以降低70W功率进行模拟演算：70W*24小时*365天*3年/1kWh=1839.6kWh。一台同样400W的主动式PFC开关电源3年将节省1839.6度电。以商业电费为1元/度的标准测算，3年将节省1839.6元。节省的电费将覆盖开关电源的采购成本。以一个银行营业网点使用 5块开关电源来计算，3年节省的电费高达9198元。如果在商业中心、楼宇等开关电源用量更大的场所，节省的电费更加惊人，具备十分突出的经济效益，同时也更加符合绿色环保、节能减排的发展趋势。