corecția factorului de putere (PFC)

ce este corecția factorului de putere?

corecția factorului de putere este o tehnică de creștere a factorului de putere al unei surse de alimentare. Comutarea surselor de alimentare fără corecția factorului de putere atrage curentul în impulsuri scurte, de mare magnitudine. Aceste impulsuri pot fi netezite folosind tehnici active sau pasive. Aceasta reduce curentul RMS de intrare și puterea aparentă de intrare, crescând astfel factorul de putere.

corecția factorului de putere modelează curentul de intrare pentru a maximiza puterea reală de la sursa de curent alternativ. În mod ideal, echipamentele electrice ar trebui să prezinte o sarcină care emulează un rezistor pur, ceea ce înseamnă că puterea reactivă ar fi zero. Și formele de undă de curent și de tensiune ar fi aceeași undă sinusoidală și în fază una cu cealaltă. Cu toate acestea, datorită componentelor reactive din majoritatea circuitelor, există întotdeauna un decalaj de putere care duce la factori de putere mai mici.

într-un sistem ideal, toată puterea extrasă de la rețeaua de curent alternativ este utilizată pentru a face lucrări utile. Acest lucru este posibil numai atunci când curentul este în fază cu tensiunea. Când faza dintre cele două variază, o parte din energia de la priza de curent alternativ nu efectuează lucrări utile și se pierde.

compania generatoare de energie trebuie, prin urmare, să producă mai multă putere pentru a satisface cererea de energie utilă și cea pierdută. Aceasta înseamnă mai multe investiții de capital în producție, transport, distribuție și control. Costurile sunt transferate consumatorului pe lângă contribuția la încălzirea globală.

corecția factorului de putere încearcă să împingă factorul de putere al sistemului electric, cum ar fi sursa de alimentare spre 1 și, chiar dacă nu ajunge la acest lucru, ajunge la 0,95, ceea ce este acceptabil pentru majoritatea aplicațiilor.

metode de corecție a factorului de putere

există două tipuri comune de corecție a factorului de putere pentru sursele de alimentare; PFC pasiv și PFC activ.

corecție a factorului de putere pasivă

aceasta este utilizată pentru surse de alimentare mici de aproximativ 100W sau mai puțin. Metoda de corecție utilizează un filtru armonic low pass la intrarea AC cu condensatorul și inductorul formând un circuit de rezonanță în serie. Componentele pot fi destul de mici, oferind în același timp o corecție ieftină și eficientă a factorului de putere.

Figura 1: un credit pasiv de imagine PFC

PFC-urile pasive sunt simple, robuste și fiabile pentru cerințe de putere mai mici. În plus, ele nu generează EMI. Cu toate acestea, ele sunt mari și grele datorită inductorului.

avantaje

• ieftin
• eficient
• construcție simplă

dezavantaje

• dimensiuni grele și mari
• fără reglare a tensiunii
• gamă limitată de tensiuni de intrare

corecție a factorului de putere activă

metodele PFC active sunt preferate pentru 100W. această metodă oferă o corecție mai eficientă, este mai ușoară și mai puțin voluminoasă.

Un circuit PFC activ de bază constă dintr-un circuit de comandă care măsoară tensiunea de intrare și curentul și apoi reglează timpul de comutare și ciclul de funcționare pentru a se asigura că tensiunea de intrare și curentul sunt în fază. Aceasta asigură o corecție automată a tensiunii de intrare AC, rezultând un factor de putere teoretic de peste 0,95. Spre deosebire de PFC pasiv, PFC activ funcționează pe o gamă largă de tensiuni de intrare. Cu toate acestea, necesită componente suplimentare, ceea ce îl face mai complex și mai scump.

Figura 2: Creditul activ de bază al imaginii circuitului PFC

avantajele unui PFC Activ

• atinge PF de 0,95 sau mai mare
• mic și ușor
• gamă largă de tensiune și frecvență de intrare AC (87 Vrms -266 Vrms și 47hz – 63Hz).
• mai flexibil
• control mai mare

dezavantaje

• Complex
• cost mai mare
• necesită mai multă filtrare din cauza frecvențelor înalte care pot intra în linie
• componentele sunt evaluate la tensiuni mai mari comparativ cu PFC pasiv.

beneficiile PFC

cu factor de putere egal cu 1 sau cât mai aproape posibil, există pierderi mai mici și toată puterea generată este utilizată eficient.

• beneficiile tehnice: eficiență îmbunătățită și reducerea cererii de energie, prin urmare, o reducere a sarcinii pe Uneltele de comutare și cabluri, costuri reduse pentru consumator și suport pentru mai multă sarcină.
• beneficii comerciale: există pierderi de sistem reduse și costuri de capital mai mici pentru compania generatoare. În plus, există economii la costurile de energie electrică, deoarece nu există taxe pentru excesul de putere reactivă. Un alt beneficiu este că echipamentele și sistemele de transmisie și distribuție funcționează mai rece și durează mai mult.
• beneficii pentru mediu: emisii reduse de CO2.

produse cu PFC