Correction du Facteur de Puissance (PFC)
Qu’est-ce que la Correction du Facteur de puissance?
La correction du facteur de puissance est une technique d’augmentation du facteur de puissance d’une alimentation. Les alimentations à découpage sans correction du facteur de puissance tirent le courant en impulsions courtes et de grande amplitude. Ces impulsions peuvent être lissées en utilisant des techniques actives ou passives. Cela réduit le courant efficace d’entrée et la puissance d’entrée apparente, augmentant ainsi le facteur de puissance.
La correction du facteur de puissance façonne le courant d’entrée afin de maximiser la puissance réelle de l’alimentation en courant alternatif. Idéalement, un équipement électrique devrait présenter une charge qui émule une résistance pure, ce qui signifie que la puissance réactive serait nulle. Et les formes d’onde de courant et de tension seraient les mêmes ondes sinusoïdales et en phase les unes avec les autres. Cependant, en raison des composants réactifs dans la majorité des circuits, il y a toujours un retard de puissance qui conduit à des facteurs de puissance plus faibles.
Dans un système idéal, toute la puissance tirée du secteur AC est utilisée pour effectuer un travail utile. Ceci n’est possible que lorsque le courant est en phase avec la tension. Lorsque la phase entre les deux varie, une partie de l’énergie de la prise secteur n’effectue pas de travail utile et est perdue.
La société de production d’électricité doit donc produire plus d’énergie pour répondre à la demande de puissance utile et de celle perdue. Cela signifie davantage d’investissements en capital dans la production, le transport, la distribution et le contrôle. Les coûts sont répercutés sur le consommateur en plus de contribuer au réchauffement climatique.
La correction du facteur de puissance essaie de pousser le facteur de puissance du système électrique tel que l’alimentation vers 1, et même s’il ne l’atteint pas, il se rapproche de 0,95, ce qui est acceptable pour la plupart des applications.
Méthodes de correction du facteur de puissance
Il existe deux types courants de correction du facteur de puissance pour les alimentations; le PFC passif et le PFC actif.
Correction passive du facteur de puissance
Ceci est utilisé pour les petites alimentations d’environ 100 W ou moins. Le procédé de correction utilise un filtre harmonique passe-bas à l’entrée CA, le condensateur et l’inducteur formant un circuit de résonance en série. Les composants peuvent être assez petits tout en fournissant une correction de facteur de puissance peu coûteuse et efficace.
Figure 1: Un crédit d’image PFC passif
Les PFC passifs sont simples, robustes et fiables pour les besoins en puissance faibles. De plus, ils ne génèrent pas d’IEM. Cependant, ils sont gros et lourds en raison de l’inducteur.
Avantages
- Peu coûteux
- Efficace
- Construction simple
Inconvénients
- Lourd et de grande taille
- Pas de régulation de tension
- Plage limitée de tensions d’entrée
Correction active du facteur de puissance
Les méthodes PFC actives sont préférées pour les alimentations de plus de 100W. Cette méthode fournit une correction plus efficace, est plus légère et moins volumineuse.
Un circuit PFC actif de base consiste en un circuit de commande qui mesure la tension et le courant d’entrée, puis ajuste le temps de commutation et le rapport cyclique pour s’assurer que la tension et le courant d’entrée sont en phase. Cela permet une correction automatique de la tension alternative d’entrée, ce qui donne un facteur de puissance théorique supérieur à 0,95. Contrairement au PFC passif, le PFC actif fonctionne sur une large plage de tensions d’entrée. Cependant, il nécessite des composants supplémentaires, ce qui le rend plus complexe et coûteux.
Figure 2: Le Circuit PFC Actif de base Crédit d’image
Avantages d’un PFC actif
- Atteint un PF de 0,95 ou plus
- Petit et léger
- Large plage de tension et de fréquence d’entrée CA (87 Vrms -266 Vrms et 47Hz-63Hz).
- Plus flexible
- Plus de contrôle
Inconvénients
- Complexe
- Coût plus élevé
- Nécessite plus de filtrage en raison des hautes fréquences pouvant entrer dans la ligne
- Les composants sont évalués à des tensions plus élevées par rapport au PFC passif.
Avantages du PFC
Avec un facteur de puissance égal à 1 ou aussi proche que possible, les pertes sont plus faibles et toute la puissance générée est utilisée efficacement.
- Les avantages techniques: Amélioration de l’efficacité et réduction de la demande de puissance, d’où une réduction de la charge sur l’équipement de commutation et les câbles, réduction des coûts pour le consommateur et prise en charge d’une charge accrue.
- Avantages commerciaux: Les pertes du système sont réduites et les coûts en capital réduits pour la société génératrice. De plus, il y a des économies sur les coûts d’électricité, car il n’y a pas de frais pour la puissance réactive excédentaire. Un autre avantage est que l’équipement et les systèmes de transmission et de distribution fonctionnent plus frais et durent plus longtemps.
- Avantages environnementaux: réduction des émissions de CO2.
Produits avec PFC
