揭秘波峰因數:他是甚麼?重要性何在?

您是否有過如此經驗:一打開吹風機的開關，家裡瞬間跳電。造成保險開關跳脫常見的原因可能有電路超載、短路或是接地故障。但究竟為甚麼一個小小的吹風機馬達，就能造成正常工作的電路瞬間超載?本期電子報中，我們將從電源的角度帶您探索電氣產品的突波電流、波峰因數，以及這兩個要素如何決定所需使用的交流電源。

甚麼是波峰因數?

波峰因數是交流電源領域常用的指標，定義是電流或電壓波形峰值與方均根值(Root-Mean-Square, RMS)的比例。舉例來說，一個標準的正弦波，其波峰因數為 ；然而現實世界常用到的波形往往不是標準的正弦波，因此波峰因數可能不等於此值。那麼，波峰因數跟電氣產品的關聯在哪呢?多數電氣產品在開關打開瞬間，都需要大電流來啟動。這個啟動產品所需的電流，稱為突波電流，也就是前段所述導致保險開關跳脫的原因。隨著產品不同，突波電流的數值亦不同。透過計算突波電流與額定工作電流的比值，我們可以得到產品啟動所需的波峰因素。下方圖1列出了部分產品啟動時所需的波峰因數，如常見的檯燈，其波峰因數高達3.75、IT設備則可能為3，而電器用品可能為1.4。

圖1. 各種產品的啟動波峰因數

波峰因數為甚麼重要?

在前一段已經提過，多數電氣產品都需要瞬間提供大電流才能啟動。為滿足啟動所需的電流，最直覺的方法是直接選用輸出容量大一級的電源，實則不然，而原因如下:一台輸出容量1kVA、波峰因數6電源，其可提供的突波電流能力並不遜於輸出容量2kVA、波峰因數3的電源。雖然額定容量較小，但擁有高達6的波峰因數，代表其電流峰值為RMS值放大6倍，因此足以比擬擁有2倍容量、但電流峰值僅為RMS值3倍的電源。額定容量小，售價通常較低，因此選擇波峰因數較大的電源，就能以較小容量滿足相同突波電流需求，進而省下更多預算。

因數大便是美?

對，也不對。確實，更大的波峰因數可以以較小容量滿足更高的湧入電流要求；但電源的額定容量小，其所能提供電力的產品就相對較少。使用容量較大的電源，不僅可滿足湧入電源需求，能驅動的產品也更多、應用更廣。然而同前所述，電源售價通常會隨容量上升，因此在選擇電源時不宜一味追求最大容量或波峰因數，而應該是在這兩個因素中找出一個最適的平衡點。

如何決定合適的波峰因數?

最終決定波峰因數的，還是您的應用需求。以EEC 6620可程式交流電源為例，其擁有大於3的波峰因數；以在110VAC電壓下最大額定電流值為18.4A計算，則其輸出可提供的電流峰值達55.2A。若您有較高的突波電流需求，本產品是極佳的選擇。

總歸一句，在選擇交流電源前，您必須詳細檢視目前的需求、並預期未來可能的需求。前面所提的波峰因數是需考慮的關鍵指標之一，但您也需要顧及其他同等重要的能力，如對應IEC61000等安規標準的波形模擬能力、機箱尺寸與重量，以及電源的可靠度，均是十分重要的考量點。

華儀電子(Extech Electronics Co., EEC)將在本月推出新一代高效可靠的交流電源—EAL-5000系列可程式交流電源，提供完整的機型選擇，容量範圍涵蓋500VA至6000VA、並提供大於3的波峰因數，並具備波形模擬等多項功能，滿足從研發實驗室、品管到售後服務各種需求。搭載直覺化的操作介面、SCPI指令協定，以及三種彈性可擴充性能套件，使用靈活且精準符合預算。本系列產品高可靠度更通過TÜV安全認證，是自動化測試及製造產業最佳的電源解決方案。