teljesítménytényező-korrekció (PFC)
mi az a teljesítménytényező-korrekció?
a teljesítménytényező-korrekció a tápegység teljesítménytényezőjének növelésére szolgáló technika. A tápegységek kapcsolása teljesítménytényező-korrekció nélkül rövid, nagy nagyságú impulzusokkal húzza az áramot. Ezeket az impulzusokat aktív vagy passzív technikákkal lehet kiegyenlíteni. Ez csökkenti a bemeneti RMS áramot és a látszólagos bemeneti teljesítményt, ezáltal növeli a teljesítménytényezőt.
a teljesítménytényező-korrekció alakítja a bemeneti áramot annak érdekében, hogy maximalizálja a váltakozó áramú tápellátás valós teljesítményét. Ideális esetben az elektromos berendezéseknek olyan terhelést kell mutatniuk, amely tiszta ellenállást emulál, ami azt jelenti, hogy a reaktív teljesítmény nulla lenne. És az áram és a feszültség hullámformái ugyanazok a szinuszhullámok és fázisok lennének egymással. Az áramkörök többségében a reaktív komponensek miatt azonban mindig van egy teljesítmény késés, amely alacsonyabb teljesítménytényezőkhöz vezet.
egy ideális rendszerben a váltakozó áramú hálózatból származó összes energiát hasznos munka során használják fel. Ez csak akkor lehetséges, ha az áram fázisban van a feszültséggel. Amikor a fázis a kettő között változik, a hálózati aljzatból származó energia egy része nem végez hasznos munkát, és elvész.
az áramtermelő vállalatnak ezért több energiát kell termelnie, hogy kielégítse a hasznos és az elveszett energia iránti igényt. Ez több tőkebefektetést jelent a termelés, az átvitel, az elosztás és az ellenőrzés területén. A költségeket a globális felmelegedéshez való hozzájárulás mellett a fogyasztóra hárítják.
a teljesítménytényező-korrekció megpróbálja az elektromos rendszer teljesítménytényezőjét, például a tápegységet 1 felé tolni, és bár ezt nem éri el, 0,95 közelébe kerül, ami a legtöbb alkalmazás számára elfogadható.
teljesítménytényező-korrekciós módszerek
a tápegységeknél a teljesítménytényező-korrekciónak két általános típusa van; a passzív PFC és az aktív PFC.
passzív teljesítménytényező-korrekció
ezt a 100 W-os vagy annál kisebb kis tápegységeknél használják. A korrekciós módszer egy aluláteresztő harmonikus szűrőt használ az AC bemeneten, a kondenzátor és az induktor soros rezonancia áramkört képez. Az alkatrészek meglehetősen kicsiek lehetnek, miközben olcsó és hatékony teljesítménytényező-korrekciót biztosítanak.
1.ábra: passzív PFC kép hitel
a passzív PFC-k egyszerűek, robusztusak és megbízhatóak az alacsonyabb energiaigényekhez. Ezenkívül nem generálnak EMI-t. Ezek azonban nagyok és nehezek az induktor miatt.
előnyök
- olcsó
- hatékony
- egyszerű felépítés
hátrányok
- nehéz és nagy méretű
- nincs feszültségszabályozás
- A bemeneti feszültségek korlátozott tartománya
aktív teljesítménytényező-korrekció
az aktív PFC-módszerek előnyösek a több mint 100W. ez a módszer hatékonyabb korrekciót biztosít, könnyebb és kevésbé terjedelmes.
az alapvető aktív PFC áramkör egy vezérlő áramkörből áll, amely méri a bemeneti feszültséget és áramot, majd beállítja a kapcsolási időt és a működési ciklust annak biztosítása érdekében, hogy a bemeneti feszültség és áram fázisban legyen. Ez biztosítja a bemeneti váltakozó feszültség automatikus korrekcióját, amelynek eredményeként az elméleti teljesítménytényező meghaladja a 0,95-et. A passzív PFC-vel ellentétben az aktív PFC a bemeneti feszültségek széles skáláján működik. Azonban extra komponenseket igényel, ami bonyolultabbá és drágábbá teszi.
2. ábra: Az alapvető aktív PFC áramkör kép hitel
előnyei aktív PFC
- eléri PF 0,95 vagy magasabb
- kis és könnyű
- széles AC bemeneti feszültség és frekvencia (87 Vrms -266 Vrms és 47Hz – 63Hz).
- rugalmasabb
- nagyobb ellenőrzés
hátrányok
- komplex
- magasabb költség
- több szűrést igényel, mivel a magas frekvenciák, amelyek bejuthatnak a sorba
- az alkatrészek magasabb feszültségre vannak besorolva, mint a passzív PFC.
A PFC előnyei
a teljesítménytényező 1 vagy a lehető legközelebb van, alacsonyabb veszteségek vannak, és az összes termelt energiát hatékonyan használják fel.
- a műszaki előnyök: jobb hatékonyság és az energiaigény csökkentése, ezáltal a kapcsolóberendezés és a kábelek terhelésének csökkentése, a fogyasztók költségeinek csökkentése és a nagyobb terhelés támogatása.
- kereskedelmi előnyök: csökken a rendszerveszteség és kevesebb tőkeköltség a termelő vállalat számára. Ezenkívül megtakarítják a villamosenergia-költségeket, mivel a felesleges reaktív teljesítményért nincsenek díjak. További előny, hogy az átviteli és elosztó berendezések és rendszerek hűvösebben működnek és hosszabb ideig tartanak.
- környezeti előnyök: csökkentett CO2-kibocsátás.
termékek PFC
