korekce účiníku (PFC)
co je korekce účiníku?
korekce účiníku je technika zvyšování účiníku napájecího zdroje. Spínané napájecí zdroje bez korekce účiníku čerpají proud v krátkých pulzech s vysokou magnitudou. Tyto impulsy mohou být vyhlazeny pomocí aktivních nebo pasivních technik. Tím se snižuje vstupní RMS proud a zdánlivý vstupní výkon, čímž se zvyšuje účiník.
korekce účiníku tvaruje vstupní proud, aby se maximalizoval skutečný výkon ze střídavého zdroje. V ideálním případě by elektrické zařízení mělo představovat zátěž, která emuluje čistý odpor, což znamená, že jalový výkon by byl nulový. A průběhy proudu a napětí by byly stejné sinusové vlny a ve fázi navzájem. Nicméně, vzhledem k reaktivním složkám ve většině obvodů, vždy existuje zpoždění výkonu, které vede k nižším výkonovým faktorům.
v ideálním systému je veškerá energie čerpaná ze sítě střídavého proudu využita při provádění užitečné práce. To je možné pouze tehdy, když je proud ve fázi s napětím. Když se fáze mezi nimi mění, část energie ze zásuvky střídavého proudu nevykonává užitečnou práci a je ztracena.
energetická společnost proto musí vyrábět více energie, aby uspokojila poptávku po užitečné energii a té, která je ztracena. To znamená více kapitálových investic do výroby, přenosu, distribuce a kontroly. Náklady jsou přenášeny na spotřebitele kromě přispění ke globálnímu oteplování.
korekce účiníku se snaží posunout účiník elektrického systému, jako je napájení, směrem k 1, a přestože to nedosáhne, dostane se tak blízko jako 0.95, což je přijatelné pro většinu aplikací.
Power factor correction metody
Existují dva běžné typy power factor correction pro napájecí zdroje, pasivní PFC a aktivní PFC.
Pasivní Power Factor Correction
používá se pro malé zdroje o 100W nebo méně. Korekční metoda používá nízkoprůchodový harmonický filtr na střídavém vstupu s kondenzátorem a induktorem tvořícím sériový rezonanční obvod. Komponenty mohou být poměrně malé a zároveň poskytují levnou a účinnou korekci účiníku.
Obrázek 1: Pasivní PFC Image Credit
pasivní Pfc jsou jednoduché, robustní a spolehlivé pro nižší požadavky na napájení. Kromě toho negenerují EMI. Jsou však velké a těžké kvůli induktoru.
Výhody
- Levné
- Efektivní
- Jednoduchá konstrukce
Nevýhody
- Těžké a velké velikosti
- Žádné napětí nařízení
- Omezený rozsah vstupního napětí
Aktivní Power Factor Correction
aktivní PFC metody jsou výhodné pro napájecí zdroje nad 100W. Tato metoda poskytuje účinnější korekce, je lehčí a méně objemné.
základní aktivní PFC obvod se skládá z řídícího obvodu, který měří vstupní napětí a proud a pak se nastavuje spínací čas a pracovní cyklus, aby bylo zajištěno, že vstupní napětí a proud jsou ve fázi. To poskytuje automatickou korekci vstupního střídavého napětí, což vede k teoretickému účiníku nad 0,95. Na rozdíl od pasivního PFC pracuje aktivní PFC v širokém rozsahu vstupních napětí. Vyžaduje však další komponenty, což je složitější a dražší.
Obrázek 2: Základní Aktivní PFC Obvod Image Credit
Výhody Aktivní PFC
- Dosáhne PF 0,95 nebo vyšší
- Malý a lehký
- Široký rozsah AC vstupní napětí a frekvence (87 Vrms -266 Vrms a 47Hz – 63Hz).
- Více flexibilní
- Větší kontrolu
Nevýhody
- Komplexní
- Vyšší náklady
- Vyžaduje více filtrování, protože vysoké frekvence, která se může dostat do řádku
- Komponenty jsou dimenzované na vyšší napětí ve srovnání s pasivním PFC.
výhody PFC
s účiníkem rovným 1 nebo co nejblíže jsou nižší ztráty a veškerá vyrobená energie je efektivně využívána.
- technické výhody: Lepší účinnosti a snížení spotřeby energie, potažmo snížení zatížení na spínací zařízení a kabely, nižší náklady pro spotřebitele, a podporu pro větší zatížení.
- obchodní výhody: pro výrobní společnost jsou sníženy systémové ztráty a nižší kapitálové náklady. Kromě toho, že šetří náklady na elektřinu, protože tam jsou žádné poplatky za přebytek jalového výkonu. Další výhodou je, že přenosové a distribuční zařízení a systémy běží chladnější a vydrží déle.
- přínosy pro životní prostředí: snížené emise CO2.
Produkty s PFC
