Hvordan PFC (Power Factor Correction) fungerer. Enheten til datamaskinens strømforsyninger og metoden for å teste dem

Å velge en strømforsyning for datamaskinen din er ikke så lett som det kan virke. Stabiliteten og levetiden til datamaskinkomponenter vil avhenge av valget av strømforsyning, så du bør ta dette problemet mer alvorlig. I denne artikkelen vil jeg prøve å liste opp hovedpunktene som vil bidra til å bestemme valget av en pålitelig strømforsyning.

Makt.
På utgangen gir strømforsyningen følgende spenninger +3,3 v, +5 v, +12 v og noen hjelpe -12 v og + 5 VSB. Hovedlasten faller på +12 V-linjen.
Effekt (W - Watt) beregnes ved å bruke formelen P = U x I, hvor U er spenning (V - Volt), og I er strømstyrke (A - Ampere). Derfor konklusjonen, jo større strømstyrke i hver linje, jo større kraft. Men ikke alt er så enkelt, for eksempel med en stor belastning på den kombinerte linjen på +3,3 v og +5 v, kan kraften på +12 v-linjen reduseres. La oss analysere et eksempel basert på merkingen av Cooler Master RS-500-PSAP-J3 strømforsyning - dette er det første bildet jeg fant på Internett.

Det er indikert at maksimal total effekt på + 3,3V og + 5V = 130W linjene, det er også indikert at maksimal effekt på + 12V = linje er 360W. Vær oppmerksom på at det er to virtuelle linjer + 12V1 og + 12V2 på 20 Ampere hver - dette betyr ikke i det hele tatt at den totale strømmen er 40A, siden med en strøm på 40A og en spenning på 12V vil effekten være 480W (12x40) = 480). Faktisk er maksimalt mulig strøm på hver linje indikert. Den virkelige maksimale strømmen kan enkelt beregnes ved å bruke formelen I = P / U, I = 360/12 = 30 Ampere.
Legg også merke til linjen nedenfor:
+3,3V & +5V & +12VTotalproduksjonskalikkeoverstige 427,9W- det viser seg at den totale effekten på alle linjer ikke bør overstige 427,9W. Som et resultat får vi ikke 490W (130 + 360), men bare 427,9. Igjen er det viktig å forstå at hvis belastningen på + 3,3V og 5V linjene er for eksempel 100W, så trekker du 100W fra den maksimale effekten, dvs. 427,9 - 100 = 327,9. Som et resultat får vi 327,9W i balansen på + 12V-linjen. Selvfølgelig, i moderne datamaskiner er det usannsynlig at belastningen på + 3,3V og + 5V-linjene vil være mer enn 50-60W, så vi kan trygt anta at strømmen på + 12V-linjen vil være 360W, og strømmen vil være 30A .

Beregning av strømforsyning.
For å beregne kraften til strømforsyningen kan du bruke denne kalkulatoren http://www.extreme.outervision.com/psucalculatorlite.jsp, tjenesten er på engelsk, men jeg tror du kan finne ut av det.
Fra min egen erfaring kan jeg si at en 300W strømforsyning er nok for enhver kontordatamaskin. For en spill-PSU er det nok strømforsyning for 400 - 500W, for de kraftigste gaming-ene med et veldig kraftig skjermkort eller med to i modus SLI eller Kryssild- det kreves en enhet for 600 - 700W.
Prosessoren bruker vanligvis fra 35 til 135W, skjermkort fra 30 til 340W, hovedkort 30-40W, 1 minnestrip 3-5W, harddisk 10-20W. Tenk også på at hovedbelastningen faller på 12V-linjen. Å, og ikke glem å legge til en margin på 20–30 % for fremtiden.

Effektivitet.
Effektiviteten til strømforsyningen vil også være viktig. Effektivitet (ytelseskoeffisient) er forholdet mellom utgangseffekten og forbrukt effekt. Hvis strømforsyningen kunne konvertere elektrisk energi uten tap, ville effektiviteten være 100%, men så langt er dette umulig.
Jeg vil gi et eksempel, for at en strømforsyning med en effektivitet på 80% skal gi en utgangseffekt på 400W, må den ikke forbruke mer enn 500W fra nettverket. Den samme PSU, men med 70 % effektivitet, vil forbruke omtrent 571W. Igjen, hvis strømforsyningen ikke er tungt belastet, for eksempel ved 200W, vil den også forbruke mindre fra nettverket, 250W ved 80 % effektivitet og omtrent 286 ved 70 % effektivitet.
Det er en organisasjon som tester strømforsyninger for å møte et spesifikt sertifiseringsnivå. Sertifisering 80 Plus ble utført kun for 115V-nettet vanlig, for eksempel i USA. Fra nivå 80 Plus Bronse er strømforsyningene testet for bruk på 230V nettforsyning. For eksempel for å bestå sertifiseringsnivået 80 PlusBronse Strømforsyningens effektivitet skal være 81 % ved 20 % belastning, 85 % ved 50 % belastning og 81 % ved 100 % belastning.

Tilstedeværelsen av en av logoene på strømforsyningen indikerer at strømforsyningen oppfyller et visst sertifiseringsnivå.
Fordeler med høyeffektiv strømforsyning:
For det første frigjøres mindre energi i form av varme, henholdsvis kjølesystemet til strømforsyningen trenger å fjerne mindre varme, derfor er det mindre støy fra viften. For det andre små besparelser på strøm. For det tredje er kvaliteten på disse PSU-ene høy.

Aktiv eller passiv PFC?

PFC (Power Factor Correction) - Effektfaktorkorreksjon. Effektfaktoren er forholdet mellom aktiv effekt og total (aktiv + reaktiv).

Siden den virkelige lasten vanligvis også har induktive og kapasitive komponenter, legges reaktiv effekt til den aktive effekten. Lasten bruker ikke reaktiv effekt - mottatt i løpet av en halvsyklus av nettspenningen, blir den gitt tilbake til strømnettet i løpet av neste halvperiode, og sløser med forsyningsledningene. Det viser seg at det er null sans fra reaktiv kraft, og de sliter med det, om mulig, ved hjelp av ulike korrigeringsenheter.

PFC er passiv og aktiv.

Aktive PFC-fordeler:

Aktiv PFC gir nær ideell effektfaktor (for aktiv PFC 0,95-0,98 mot 0,75 for passiv).
En aktiv PFC stabiliserer inngangsspenningen til hovedregulatoren, noe som gjør strømforsyningen mindre følsom for underspenning.
Aktiv PFC forbedrer responsen til strømforsyningen under kortvarige strømbrudd.

Ulemper med aktiv PFC:

Reduserer påliteligheten til strømforsyningen, ettersom strukturen til selve strømforsyningen blir mer kompleks. Ekstra kjøling kreves. Generelt er fordelene med aktiv PFC større enn ulempene.

I prinsippet kan du ignorere typen PFC. Uansett, hvis du kjøper en strømforsyningsenhet med mindre effekt, vil den mest sannsynlig ha en passiv PFC, kjøper du en kraftigere enhet fra 500 W vil du mest sannsynlig få en enhet med en aktiv PFC.

Kjølesystem for strømforsyninger.
Tilstedeværelsen av en vifte i strømforsyningsenheten betraktes som normen, diameteren er vanligvis 120, 135 eller 140 mm.

Kabler og kontakter.
Vær oppmerksom på antall kontakter og lengden på kablene som kommer fra strømforsyningen, avhengig av høyden på saken, må du velge en strømforsyning med kabler som tilsvarer lengden. For en liten kropp er en lengde på 40-45 cm tilstrekkelig.

En moderne strømforsyning har følgende kontakter:

	24-pinners kontakt for hovedkort strømforsyning. Vanligvis skiller 20 og 4 kontakter, noen ganger solide.
	Prosessorkontakt. Vanligvis 4-pinners, for kraftigere prosessorer brukes 8-pinners.
	Kontakt for ekstra strømforsyning til skjermkortet. 6 og 8 pins. 8-pins, noen ganger kombinert 6 + 2 kontakter.
	SATA-kontakt for tilkobling av harddisker og optiske stasjoner.
	4-pinners kontakt (Molex) for tilkobling av gamle IDE-harddisker og optiske stasjoner, brukes også for tilkobling av vifter.
	4-pinners kontakt for tilkobling av FDD-stasjoner.

Modulære kabler og kontakter.
Mange kraftigere strømforsyninger bruker nå modulære plugg-in kabler. Dette er praktisk ved at det ikke er nødvendig å holde ubrukte kabler inne i saken, dessuten er det mindre forvirring med ledninger, vi legger bare til etter behov. Fraværet av unødvendige kabler forbedrer også luftsirkulasjonen i kabinettet. Vanligvis har disse strømforsyningene bare ikke-flyttbare kontakter for å drive hovedkortet og prosessoren.

Produsenter.
Strømforsyningsprodusenter er delt inn i tre grupper:

1. De produserer produktene sine - dette er merker som FSP, Enermax, HEC, Seasonic, Delta, Hipro.
2. De produserer produktene sine, og flytter delvis produksjonen til andre selskaper, for eksempel Corsair, Antec, Silverstone, PC Power & Cooling, Zalman.
3. Videreselger under eget merke (noen påvirker kvaliteten og valg av komponenter, noen ikke), for eksempel Chiftec, Cooler Master, Gigabyte, OCZ, Thermaltake.

Du kan trygt kjøpe produktene til disse merkene. På Internett kan du finne anmeldelser og tester av mange strømforsyninger og navigere deg gjennom dem.
Jeg håper denne artikkelen vil hjelpe deg med å svare på spørsmålet " hvordan velge en strømforsyning til datamaskinen?».

PFC (Power Factor Correction) oversettes som "Power Factor Correction", også navnet "reaktiv effektkompensasjon". Med hensyn til bytte av strømforsyninger (bare denne typen strømforsyning brukes for tiden i datasystemenheter), betyr dette begrepet tilstedeværelsen av et tilsvarende sett med kretselementer i strømforsyningsenheten, som også kalles "PFC". Disse enhetene er designet for å redusere den reaktive effekten som forbrukes av strømforsyningen.

Faktisk er faktoren eller effektfaktoren forholdet mellom aktiv effekt (strøm forbrukt av strømforsyningen ugjenkallelig) og full effekt, dvs. til vektorsummen av aktiv og reaktiv effekt. Faktisk er kraftfaktoren (ikke å forveksle med effektivitet!) forholdet mellom nyttig og mottatt kraft, og jo nærmere det er enhet, jo bedre.
PFC kommer i to smaker - passiv og aktiv.
Under drift forbruker en vekslende strømforsyning uten ekstra PFC strøm fra strømnettet i korte pulser, omtrent sammenfallende med toppene til sinusoiden til nettspenningen.

Den enkleste og derfor vanligste er den såkalte passive PFC, som er en konvensjonell choke med relativt stor induktans koblet til nettet i serie med strømforsyningen.

Passiv PFC jevner ut strømpulsene noe, og strekker dem i tid - men for en alvorlig effekt på effektfaktoren er det nødvendig med en stor induktanschoke, hvis dimensjoner ikke tillater at den installeres inne i en datamaskinstrømforsyning. Den typiske effektfaktoren for en PSU med en passiv PFC er bare omtrent 0,75.

Aktiv PFC er en annen byttestrømforsyning, med en opptrappingsspenning.
Formen på strømmen som forbrukes av en strømforsyningsenhet med en aktiv PFC skiller seg veldig lite fra forbruket av en konvensjonell resistiv belastning - den resulterende effektfaktoren til en slik strømforsyningsenhet uten en PFC-enhet kan nå 0,95 ... 0,98 under drift ved full last. Riktignok, når belastningen avtar, synker effektfaktoren, som et minimum, og synker til omtrent 0,7 ... 0,75 - det vil si til nivået til blokker med passiv PFC. Det skal imidlertid bemerkes at toppverdiene for strømforbruket for enheter med aktiv PFC fortsatt er merkbart mindre, selv ved lav effekt, enn for alle andre enheter.

I tillegg til at den aktive PFC gir en effektfaktor nær ideell, forbedrer den også, i motsetning til den passive, driften av strømforsyningen - den stabiliserer i tillegg inngangsspenningen til hovedstabilisatoren til blokken - blokken blir merkbart mindre følsomme for redusert nettspenning, også ved bruk av en aktiv PFC er det ganske enkelt å designe blokker med en universell strømforsyning på 110 ... 230V, som ikke krever manuell veksling av nettspenningen. (Slike PSU-er har en spesifikk funksjon - deres drift i forbindelse med billige UPS-er som gir et trinnsignal når de opererer på batteristrøm kan føre til datamaskinfeil, så produsenter anbefaler å bruke Smart UPS-er i slike tilfeller, som alltid sender ut et sinusformet signal.)

Bruken av en aktiv PFC forbedrer også responsen til strømforsyningen under kortvarige (brøkdeler av et sekund) nettspenningsfall - i slike øyeblikk fungerer enheten på bekostning av energien til høyspentens likeretterkondensatorer, hvorav effektiviteten mer enn dobles. En annen fordel med å bruke aktiv PFC er det lavere nivået av høyfrekvent interferens på utgangslinjene.

For eksempel avhenger spenningen ved 1 ben på FAN7530 av deleren satt sammen på R10 og R11, og følgelig av kondensatoren C9.

Artikler

Fordeler og ulemper med en aktiv PFC-strømforsyning

Den stabile driften av en datamaskin avhenger direkte av kvalitetsspenningen vi leverer til den. Siden mange av oss ikke klarer å kontrollere kvaliteten på spenningen i nettet, men ved hjelp av en solid strømforsyning, kan vi sikre oss mot uønskede problemer.
Så moderne multi-core prosessorer, skjermkort (det har allerede blitt moderne å sette dem i par), forskjellige USB-enheter (ofte drevet av en datamaskin) tvinger oss til å kjøpe flere og kraftigere strømforsyninger (PSU). I mellomtiden er nesten alle moderne PSU-er fra respekterte merker med en effekt på 450 W eller mer utstyrt med enheter for effektfaktorkorrigering ( PFC - Power Factor Correction).

Hva er PFC og hva får vi ut av det?

Passiv RFC

Den er den enkleste og mest vanlige, og er en konvensjonell stor kapasitet choke (og størrelse), koblet i serie med strømforsyningen. Jeg må si at han praktisk talt ikke løser problemet, og tar opp mye plass.

Aktiv PFC

Det er en annen bryterstrømforsyning, med en opptrappingsspenning. Den resulterende effektfaktoren til en slik enhet kan nå 0,95 ... 0,98 ved drift med full belastning.
I tillegg til at den aktive PFC gir en effektfaktor nær ideell, forbedrer den også driften av strømforsyningen - den stabiliserer i tillegg inngangsspenningen til hovedstabilisatoren til blokken: blokken blir merkbart mindre følsom for redusert strømnett Spenning.
Også når du bruker en aktiv PFC, er det ganske enkelt å utvikle blokker med en universell strømforsyning på 110 ... 230V, som ikke krever manuell veksling av nettspenningen.
Bruken av en aktiv PFC forbedrer også responsen til strømforsyningsenheten under kortsiktige (brøkdeler av et sekund) nettspenningsfall - i slike øyeblikk opererer enheten ved å bruke energien til høyspentlikeretterkondensatorene. En annen fordel med å bruke en aktiv PFC er et lavere nivå av høyfrekvent støy på utgangslinjene, det vil si at slike strømforsyninger anbefales for bruk i en PC med eksterne enheter designet for å fungere med analogt lyd-/videomateriale.

Kort sagt, alt taler for å bruke en strømforsyningsenhet med en aktiv PFC - det er han som vil gi den høykvalitets bensinen til datamaskinene våre!
Et skjult problem som vi ikke engang visste om: UPS for strømforsyninger med aktiv PFC

Så, du kjøpte en datamaskin - du sparte ikke penger for en strømforsyning og alt det der. Du jobber, leker, alt er i orden – sjelen fryder seg. Dessverre er ikke alt så enkelt og enkelt som vi ønsker, siden nettverket vårt ikke er ideelt, vil vi håndtere overspenninger og fall i elektrisitet.
Vel, alt er enkelt, sier du. Kjøp en UPS (Uninterruptible Power Supply - avbruddsfri strømforsyning), koble en skjerm og en systemenhet til den, og du vil alltid ha tid til å slå av Windows. Hovedsaken er at kraften til UPS-en (aka UPS - Uninterruptible Power Supply) matcher strømmen til datamaskinens strømforsyning pluss strømforbruket til skjermen.
Men faktum er at driften av en strømforsyningsenhet med en aktiv PFC i forbindelse med billige UPS-er som gir et trinnsignal ved drift på batteristrøm kan føre til datamaskinfeil, derfor anbefaler produsenter å bruke i slike tilfeller en Smart klasse UPS som alltid sender ut et sinusformet signal til utgangen.
Det er en nyanse til. Alle UPS-er er grovt sett delt inn i standby, linjeinteraktiv og kontinuerlig drift (OnLine). For de to første er tiden for å bytte strøm fra det eksterne nettverket til batteriene noen få millisekunder, og dette er nok i tilfellet med konvensjonelle strømforsyninger. Men en strømforsyningsenhet med aktiv PFC i tilfelle strømbrudd øker forbruket av elektrisitet umiddelbart og kraftig flere ganger. I dette tilfellet slår den avbruddsfrie strømforsyningen seg enten av eller brenner ut, og datamaskinen blir unormalt deaktivert med all påfølgende maskinvare, programvare og økonomiske konsekvenser.

Det er 4 veier ut av denne situasjonen:

Siden du har kjøpt en kul strømforsyningsenhet med aktiv strømkompensasjon, og strømmen din ofte forsvinner eller bare hopper (som overalt i landet vårt, hvor strømnettet ikke er designet for universell databehandling), og eksistensen uten avbruddsfri strømforsyning kan ikke kalles glad, og deretter velge en løsning problemer selv.

1. Den billigste(men ikke alltid akseptabelt). Bytt strømforsyningsenheten til en annen uten aktiv PFC.

2. Gjør deg uten UPS... Dette er full av det faktum at hovedkortet kan brenne ut (økonomiske kostnader), systemet kan fly av (det tar tid å installere det på nytt), men verst av alt, skruen kan dekkes, og alt arbeidet ditt kan dekkes med et kobberbasseng rett før levering til kunden.

3. Den sikreste utveien(ikke billig, koster - fra 300 USD). Kjøp av UPS for kontinuerlig drift (OnLine). Disse avbruddsfrie strømforsyningene bruker dobbelfor å gi overlegen beskyttelse for både konvensjonelle datamaskiner og servere.

Den doble eliminerer alle forstyrrelser i strømforsyningsnettverket. Likeretteren konverterer AC-nettspenningen til DC-spenning. Konstant spenning brukes til å lade batteriene og drive omformeren. Omformeren konverterer likespenningen til AC (med et sinusformet signal) som kontinuerlig gir strøm til datamaskinen.
I mangel av nettspenning drives omformeren av batterier, slik at datamaskinen ikke blir stående uten strøm et øyeblikk!

4. Avslutt også... Ikke billigere enn den forrige, men mer tungvint - dette er kjøpet av en linjeinteraktiv UPS av typen Smart (med en sinusbølge ved utgangen) med en strømreserve på 3-5 ganger (dette er en forutsetning!) . Det vil koste innenfor samme grenser som OnLine, men det vil veie mye mer! Og viften i den blir kraftigere (og høyere).
Dette er gruvene datamaskinens verden legger inn i lommeboken til naive brukere :))) Kanskje du, kjære leser, tror at vi overdriver problemet? - Ikke i det hele tatt. Så på nettsidene til respekterte UPS-produsenter (for eksempel APC) skriver de om dette - de sier, backup og linjeinteraktive UPS-er med aktive PFC-er fungerer ikke!

Hallo igjen!..
Dessverre ble artikkelen min forsinket, tk. det var et presserende prosjekt for arbeid, og dukket også opp interessante vanskeligheter når du implementerer en effektfaktorkorrektor ( videre KKM). Og de ble forårsaket av følgende - i produksjonen vår bruker vi en "egendefinert" mikrokrets for å kontrollere KKM, som for våre oppgaver er produsert av et vennlig Østerrike spesielt i 1941, og følgelig kan vi ikke finne den på salg. Derfor oppsto oppgaven med å gjenskape denne modulen for den tilgjengelige elementære basen, og valget mitt falt på PWM-kontrollerens mikrokrets - L6561.
Hvorfor akkurat hun? Banal tilgjengelighet, eller rettere sagt funnet det i "Chip & Dip", jeg leste dataarket - jeg likte det. Jeg bestilte 50 stk på en gang, pga billigere og i mine amatørprosjekter har jeg allerede flere oppgaver for henne.

Nå om det viktigste: i denne artikkelen vil jeg fortelle deg hvordan jeg husket nesten fra bunnen av om utformingen av ensyklus-omformere ( det ser ut til, hva har de med det å gjøre?), hvorfor han drepte et dusin nøkler og hvordan du unngår det for deg. Denne delen vil fortelle teorien og hva som skjer hvis du neglisjerer den. Den praktiske gjennomføringen vil bli utgitt i neste del, som jeg lovet, sammen med lader siden de er i hovedsak én modul og må testes sammen.
Når jeg ser fremover, vil jeg si at for neste del har jeg allerede forberedt et par dusin bilder og videoer, hvor minnet mitt ikke er lenge "Omskolert" først inn i sveisemaskinen og deretter inn i strømforsyningen for "Geit"... De som jobber i produksjon vil forstå hva slags dyr det er og hvor mye det bruker for å holde oss varme)))

Og nå til værene våre ...

Hvorfor trenger vi i det hele tatt denne KKM?

Hovedtingen problemer En "klassisk" likeretter med lagringskondensatorer (dette er tingen som konverterer 220V AC til + 308V DC), som opererer på en sinusformet strøm, er at nettopp denne kondensatoren lades (tar energi fra nettverket) kun i øyeblikk når spenningen gjelder ham mer enn ham selv.

Ikke les på menneskelig språk, sarte sjeler og med vitenskapelige grader

Som vi vet, nekter den elektriske strømmen fullstendig å gå hvis det ikke er noen potensialforskjell. Strømretningen vil også avhenge av tegnet på denne forskjellen! Hvis du flippet ut og bestemte deg for å prøve å lade mobilen med 2V spenning, hvor Li-ion-batteriet er vurdert til 3,7V, så blir det ingenting av det. Fordi strømmen vil bli gitt av den kilden som har det høyeste potensialet, og den med det laveste potensialet vil motta energi.
Alt er som i livet! Du veier 60 kg, og fyren på gaten som kom opp for å be om å ringe 120 kg - det er klart at han skal dele ut fittene, og du vil motta dem. Så også her – et batteri med sine 60 kg 2V vil ikke kunne levere strøm til batteriet fra 120 kg 3,7V. Med en kondensator på samme måte, hvis den har + 310V og du bruker + 200V på den, vil den nekte å motta strøm og vil ikke bli ladet.

Det er også verdt å merke seg at basert på "regelen" beskrevet ovenfor, vil tiden som er tildelt kondensatoren for lading være veldig liten. Vår nåværende endres i henhold til en sinusformet lov, som betyr den nødvendige spenningen vil bare være på toppene av sinusoiden! Men kondensatoren må fungere, så den blir nervøs og prøver å lade. Han kjenner fysikkens lover, i motsetning til noen, og "forstår" at tiden er kort og begynner derfor i akkurat disse øyeblikkene, når spenningen er på topp, å forbruke bare en enorm strøm. Tross alt bør det være nok å betjene enheten til neste topp.

Litt om disse "toppene":

Figur 1 - Topper der kondensatoren er ladet

Som vi kan se, er en del av perioden hvor EMF får en tilstrekkelig verdi for ladningen (figurativt 280-310V) omtrent 10% av den totale perioden i AC-nettverket. Det viser seg at i stedet for å stadig ta energi fra nettverket jevnt, trekker vi den ut bare i små episoder, og dermed "overbelaster" vi nettverket. Med en effekt på 1 kW og en induktiv belastning kan strømmen på tidspunktet for slike "topper" stille nå verdier kl. 60-80A.

Derfor går oppgaven vår ut på å sikre et jevnt uttak av energi fra nettet, for ikke å overbelaste nettet! Det er KKM som skal tillate oss å gjennomføre denne oppgaven i praksis.

Hvem er denne KKMen din?

Strømkorrektor– Dette er en vanlig step-up spenningsomformer, som oftest er den ensidig. Fordi vi bruker PWM-modulasjon, så i øyeblikket av den åpne nøkkelen er spenningen over kondensatoren konstant. Hvis vi stabiliserer utgangsspenningen, er strømmen tatt fra nettverket proporsjonal med inngangsspenningen, det vil si at den endres jevnt i henhold til en sinusformet lov uten de tidligere beskrevne forbrukstoppene og overspenningene.

Kretsløp til vår KKM

Så bestemte jeg meg for ikke å endre prinsippene mine og stolte også på dataarket til kontrolleren jeg valgte - L6561... Selskapets ingeniører STMicroelectronics har allerede gjort alt for meg, og mer spesifikt har han allerede utviklet den ideelle kretsen for produktet sitt.
Ja, jeg kan telle alt fra bunnen av selv og bruke en dag eller to på denne virksomheten, det vil si alle mine allerede sjeldne helger, men spørsmålet er hvorfor? For å bevise for meg selv at jeg kan, er dette stadiet heldigvis for lengst passert)) Her husker jeg en skjeggete anekdote om området til røde kuler, de sier at en matematiker bruker en formel, og en ingeniør trekker ut et bord med et område med røde kuler ... Slik er det i dette tilfellet.

Jeg anbefaler deg å umiddelbart ta hensyn til det faktum at kretsen i dataarket er designet for 120 W, noe som betyr at vi bør tilpasse seg våre 3 kW og ublu arbeidsbelastninger.

Nå litt dokumentasjon for den som er beskrevet ovenfor:
Datablad for L6561

Hvis vi ser på side 6 vil vi se flere diagrammer, vi er interessert i et diagram med signatur Stort utvalg av strømnettet hva betyr Basurmansky "For drift i et bredt spekter av forsyningsspenning" ... Det var denne "modusen" jeg hadde i tankene da jeg snakket om de ublu spenningene. Enheten anses som universell, det vil si at den kan operere fra et hvilket som helst standardnettverk (for eksempel i 110V-tilstander) med et spenningsområde på 85 - 265V.

Denne løsningen lar oss gi UPS-en vår en spenningsstabilisatorfunksjon! For mange vil en slik rekkevidde virke overdreven, og da kan de utføre denne modulen, tatt i betraktning forsyningsspenningen på 220V + - 15%. Dette regnes som normen, og 90% av enhetene i priskategorien opptil 40 tusen rubler er generelt blottet for KKM, og 10% bruker det bare med beregning av avvik på ikke mer enn 15%. Dette lar deg utvilsomt redusere kostnadene og dimensjonene noe, men hvis du ikke har glemt det ennå, lager vi en enhet som er forpliktet til å konkurrere med ARS!

Derfor bestemte jeg meg for å velge det mest korrekte alternativet og lage en ikke-drepbar tank som kan trekkes ut selv i landet, der det er en 100V sveisemaskin eller en pumpe i brønnen i nettverket:


Figur 2 - Standard skjematisk løsning foreslått av ST

Tilpasning av standard kretser for våre oppgaver

a) Når jeg ser på dette diagrammet fra LH, er det første jeg tenker på det er nødvendig å legge til et fellesmodusfilter! Og dette er riktig, siden ved høy effekt vil de "drive gal" elektronikk. For strømmer på 15 A og mer vil den ha et mer komplisert utseende enn mange er vant til å se i de samme datastrømforsyningene, hvor det kun er 500-600 watt. Derfor vil denne revisjonen være et eget punkt.

B) Vi ser kondensatoren C1, du kan ta en vanskelig formel og beregne den nødvendige kapasiteten, og jeg råder de som ønsker å fordype seg i dette, å huske i ett kurs elektroteknikken for det andre året fra et hvilket som helst polyteknisk høgskole. Men jeg vil ikke gjøre dette, fordi i følge mine egne observasjoner fra gamle beregninger husker jeg at opptil 10 kW vokser denne kapasiteten nesten lineært i forhold til effektøkningen. Det vil si, tar vi i betraktning 1 μF per 100 W, får vi at for 3000 W trenger vi 30 μF. Denne beholderen er lett å rekruttere fra 7 filmkondensatorer på 4,7 μF og 400V hver. Selv litt med margin, fordi kapasitansen til en kondensator er svært avhengig av den påførte spenningen.

C) Vi trenger en seriøs krafttransistor, fordi strømmen som forbrukes fra nettverket vil bli beregnet som følger:


Figur 3 - Beregning av merkestrømmen for PFC

Vi fikk 41,83A... Nå innrømmer vi ærlig at vi ikke vil være i stand til å holde temperaturen på transistorkrystallen i området 20-25 ° C. Snarere kan vi overmanne, men det vil bli dyrt for slik makt. Etter 750 kW er kostnadene for kjøling med freon eller flytende oksygen erodert, men så langt er dette langt fra det))) Derfor må vi finne en transistor som kan gi 45-50A ved en temperatur på 55-60 °C.

Gitt at det er induktans i kretsen, foretrekker jeg IGBT transistor, for de mest seige. Begrensningsstrømmen må velges for søket først ca 100A, fordi dette er en strøm ved 25 ° C, med en økning i temperatur, reduseres den begrensende svitsjestrømmen til transistoren.

Litt om Cree FET

Jeg mottok bokstavelig talt 9. januar en pakke fra USA fra min venn med en haug med forskjellige transistorer for en test, dette miraklet heter - CREE FET... Jeg vil ikke si at dette er en ny megateknologi, faktisk ble silisiumkarbidbaserte transistorer laget tilbake på 80-tallet, de kom bare til tankene hvorfor først nå. Som en innledende materialforsker og komponist generelt, er jeg nøye med denne industrien, så jeg var veldig interessert i dette produktet, spesielt siden 1200V ble deklarert til titalls og hundrevis av ampere. Jeg kunne ikke kjøpe dem i Russland, så jeg henvendte meg til min tidligere klassekamerat og han sendte meg en haug med prøver og et testbrett med frem.
Jeg kan si en ting - det var mitt kjære fyrverkeri!
8 nøkler knullet så mye at jeg var opprørt i lang tid ... Faktisk er 1200V et teoretisk tall for teknologien, den deklarerte 65A viste seg kun å være en impulsstrøm, selv om dokumentasjonen tydelig angav den nominelle hastigheten. Tilsynelatende var det en "vurdert impulsstrøm"-brønn, eller hva kineserne ellers kommer på. Generelt er det fortsatt tull, men det er ett MEN!
Da jeg gjorde det CMF10120D en korrektor for 300 W, viste det seg at den på samme radiator og krets hadde en temperatur på 32 ° C mot 43 for en IGBT, og dette er veldig betydelig!
Konklusjon om CREE: Teknologien er fuktig, men den er lovende, og den vil det definitivt være.

Som et resultat, etter å ha sett gjennom katalogene fra utstillingene jeg besøkte (en hendig ting forresten, ala parametrisk søk), valgte jeg to nøkler, de ble - IRG7PH50 og IRGPS60B120... Begge er på 1200V, begge på 100 + A, men etter å ha åpnet dataarket, ble den første nøkkelen eliminert umiddelbart - den er i stand til å bytte en strøm på 100A bare ved en frekvens på 1 kHz, for vår oppgave er det katastrofalt. Den andre bryteren er på 120A og en frekvens på 40 kHz, noe som er ganske passende. Se på dataarket på lenken nedenfor og se etter en graf med avhengigheten av strømmen på temperaturen:

Figur 4.1 - Graf med avhengigheten av maksimal strøm på bryterfrekvensen for IRG7PH50, la oss overlate det til frekvensomformeren

Figur 4.2 - Graf med driftsstrøm ved en gitt temperatur for IRGPS60B120

Her observerer vi de kjære figurene som viser oss at ved 125 ° C vil både transistoren og dioden rolig overmanne strømmene på litt mer enn 60A, mens vi vil kunne implementere konverteringen ved en frekvens på 25 kHz uten problemer og restriksjoner.

D) Diode D1, vi må velge en diode med en driftsspenning på minst 600V og en merkestrøm for belastningen vår, dvs. 45A. Jeg bestemte meg for å bruke de diodene jeg hadde for hånden (for ikke lenge siden kjøpte jeg dem for utvikling av en sveiser under "skråbroen") dette er - VS-60EPF12... Som du ser av merkingen er den på 60A og 1200V. Jeg satser alt med margin, tk. denne prototypen er laget for meg selv, og jeg føler meg så roligere.
Du kan faktisk sette en diode for 50-60A og 600V, men det er ingen pris mellom 600 og 1200V versjonen.

E) Kondensator C5, alt er det samme som i tilfellet med C1 - det er nok å øke den nominelle verdien fra dataarket i forhold til effekten. Bare husk at hvis du planlegger en kraftig induktiv belastning eller en dynamisk en med raske effektøkninger (ala en 2 kW konsertforsterker), så er det bedre å ikke spare på dette punktet.
Jeg vil legge inn min versjon 10 elektrolytter 330 μF og 450V hver, hvis du planlegger å drive et par datamaskiner, rutere og andre bagateller, kan du begrense deg til 4 elektrolytter på 330 uF og 450V hver.

E) R6 - det er en strømshunt, den vil redde oss fra skjeve hender og tilfeldige feil, den beskytter også kretsen mot kortslutning og overbelastning. Tingen er definitivt nyttig, men hvis vi opptrer som ingeniører fra ST, vil vi ved strømmer på 40A få en vanlig kjele. Det er 2 alternativer: en strømtransformator eller en fabrikkshunt med et fall på 75mV + op amp ala LM358.
Det første alternativet er enklere og gir en galvanisk isolasjon av denne kretsnoden. Hvordan beregne strømtransformatoren jeg ga i forrige artikkel, det er viktig å huske på beskyttelse vil fungere når spenningen på ben 4 stiger til 2,5V (i virkeligheten opp til 2,34V).
Å kjenne denne spenningen og strømmen til kretsen ved å bruke formlene fra del 5 du kan enkelt beregne strømtransformatoren.

G) Og det siste punktet er kraftchoken. Om ham nedenfor.

Power choke og dens beregning

Hvis noen har lest artiklene mine nøye og han har en utmerket hukommelse, bør han huske det artikkel 2 og bilde nr. 5, på den kan du se 3 elementer av spolene som vi bruker. Jeg skal vise deg igjen:

Figur 5 - Rammer og kjerne for strømspoleprodukter

I denne modulen vil vi igjen bruke våre favoritt ringformet ringer laget av pulverisert jern, men denne gangen ikke én, men 10 på en gang! Hvordan vil du? 3 kW er ikke et kinesisk håndverk ...

Vi har de første dataene:
1) Strøm - 45A + 30-40% for amplituden i choken, totalt 58,5A
2) Utgangsspenning 390-400V
3) inngangsspenning 85-265V AC
4) Kjerne - materiale -52, D46
5) Klarering - fordelt

Figur 6 - Og igjen sparer kjære Starichok51 oss for tid og anser det som et program CaclPFC

Jeg tror beregningen viste alle hvor alvorlig det ville være)) 4 ringer, en radiator, en diodebro og en IGBT - skrekk!
Viklingsreglene kan trekkes fra i artikkelen "Del 2". Sekundærviklingen på ringene er viklet i en mengde - 1 omgang.

Gass totalt:

1) som du kan se, er antallet ringer allerede 10 stykker! Dette er dyrt, hver ring koster ca 140r, men hva får vi igjen i de følgende avsnittene
2) arbeidstemperaturen er 60-70 ° C - dette er helt ideelt, fordi mange setter arbeidstemperaturen til 125 ° C. Vi setter 85 ° C i våre produksjonsanlegg. Hvorfor er dette gjort - for en avslappende søvn drar jeg rolig hjemmefra i en uke og jeg vet at ingenting vil blusse opp i meg, og alt er isete. Jeg synes prisen for denne i 1500r ikke er så dødelig, er det vel?
3) Jeg setter strømtettheten til snaut 4 A / mm 2, dette vil påvirke både varme og isolasjon og følgelig påliteligheten.
4) Som du ser, er kapasitansen etter choken i følge regnestykket anbefalt til nesten 3000 uF, så mitt valg med 10 elektrolytter på 330 uF passer perfekt her. Kapasiteten til kondensatoren C1 viste seg å være 15 μF, vi har en dobbel margin - du kan redusere den til 4 filmkondensatorer, du kan legge igjen 7 stykker og det vil bli bedre.

Viktig! Antall ringer i hovedchoken kan reduseres til 4-5, samtidig som strømtettheten økes til 7-8 A / mm 2. Dette vil tillate deg å spare mye, men den nåværende amplituden vil øke litt, og viktigst av alt, temperaturen vil stige til minst 135 ° C. ...

Hva kan jeg si - et monster vokser her)))

Fellesmodusfilter

For å forstå forskjellen mellom kretsene for et gitt filter for strømmer på 3A (datamaskinens PSU nevnt ovenfor) og for strømmer på 20A, kan du sammenligne skjemaet fra Google på ATX med følgende:


Figur 7 - Skjematisk diagram av et vanlig modus støyfilter

Flere funksjoner:

1) C29 er en kondensator for filtrering av elektromagnetisk interferens, den er merket "X1"... Dens pålydende verdi bør være i området 0,001 - 0,5 mF.

2) Choken er viklet på kjernen E42 / 21/20.

3) To struper på ringene DR7 og DR9 er viklet på enhver spraykjerne og med en diameter på mer enn 20 mm. Jeg viklet den på samme D46 fra -52 materiale til den ble fylt i 2 lag. Det er praktisk talt ingen støy i nettverket selv ved nominell effekt, men dette er faktisk overflødig selv etter min forståelse.

4) Kondensatorer C28 og C31 ved 0,047 μF og 1 kV og de må være av en klasse "Y2".

Ved å beregne induktansen til chokene:

1) Induktansen til common mode-induktoren skal være 3,2-3,5 mH

2) Induktansen for differensialdroslene beregnes ved å bruke formelen:


Figur 8 - Beregning av induktansen til differensialdrosler uten magnetisk kobling

Epilog

Ved å bruke den kompetente og profesjonelle erfaringen til ST-ingeniører, var jeg i stand til å produsere, om ikke ideelt, så bare utmerket aktiv effektfaktorkorrektor med parametere som er bedre enn noen Schneider. Det eneste du definitivt bør huske er hvor mye du trenger det? Og basert på dette, juster parametrene for deg selv.

Målet mitt i denne artikkelen var bare å vise beregningsprosessen med mulighet for å korrigere de første dataene, slik at alle, etter å ha bestemt seg for parametrene for oppgavene sine, allerede ville ha beregnet og laget modulen selv. Jeg håper jeg var i stand til å vise dette, og i neste artikkel vil jeg demonstrere felles drift av KKM og laderen fra del 5.

Jeg må si med en gang at artikkelen er laget for en enkel PC-bruker, selv om det var mulig å fordype seg i de akademiske detaljene.
Til tross for at diagrammene ikke er mine, gir jeg en beskrivelse utelukkende "fra meg selv", som ikke later til å ikke være den eneste riktige, men har som mål å forklare "på fingrene" driften av en sårt tiltrengt enhet som en datamaskins strømforsyning.

Behovet for å forstå hvordan APFC fungerer kom til meg i 2005, da jeg hadde et problem med en vilkårlig omstart av datamaskinen. Jeg kjøpte en datamaskin på et "såpe" firma uten å dykke for mye inn i forviklingene. De hjalp ikke i tjenesten: den fungerer i selskapet, men den starter på nytt for meg. Jeg skjønte at det var min tur til å anstrenge meg ... Det var et problem i hjemmenettverket, som på kvelden falt i hopp opp til 160V! Jeg begynte å lete etter en krets, økte kapasiteten til inngangskondensatorene, lot det gå litt, men løste ikke problemet. I prosessen med å søke etter informasjon, så jeg i prislistene de uforståelige bokstavene APFC og PPFC i navnene på blokkene. Senere fant jeg ut at jeg hadde PPFC og jeg bestemte meg for å kjøpe meg en enhet med APFC, da tok jeg også en avbruddsfri strømforsyning. Andre problemer begynte - den avbruddsfrie strømforsyningen slår ut når systemenheten slås på og nettverket går tapt, de trekker på skuldrene i tjenesten. Jeg ga den tilbake, kjøpte den 3 ganger kraftigere, den fungerer til i dag uten problemer.

Jeg vil dele min erfaring med deg, og jeg håper du vil være interessert i å lære litt mer om systemkomponenten - strømforsyningsenheten, som urettferdig er tildelt nesten den siste rollen i datamaskinens drift.

FSP Epsilon 1010 strømforsyninger er høykvalitets og pålitelige enheter, men gitt problemene med nettverkene våre og andre ulykker, svikter de noen ganger også. Det er synd å kaste ut en slik blokk, og reparasjoner kan komme i nærheten av prisen på en ny. Men det er også små ting, eliminerer som du kan bringe ham tilbake til livet.

Slik ser FSP Epsilon 1010 ut:

Det viktigste er å forstå hvordan det fungerer og å bryte blokken fra hverandre.

Jeg vil gi et eksempel på fragmenter av kretser av en typisk FSP Epsilon-blokk, som jeg gravde opp i nettet. Diagrammene ble satt sammen for hånd av en veldig flittig og kompetent person som vennlig la dem inn for generell tilgang:

1. Grunnordning:
Bilde 1:
Link i full størrelse: s54.radikal.ru/i144/1208/d8/cbca90320cd9.gif

2. Diagram over APFC-kontrolleren:
Figur 2:
Full størrelse lenke: i082.radikal.ru/1208/88/0f01a4c58bfc.gif

Modifikasjoner av strømforsyninger i denne serien er forskjellige i antall elementer (de er i tillegg loddet inn i samme bord), men operasjonsprinsippet er det samme.

Så hva er egentlig APFC?

PFC- dette er en effektfaktorkorreksjon (PFC) - prosessen med å bringe forbruket til en sluttenhet med lav effektfaktor når den drives fra AC-nettet til en tilstand der effektfaktoren oppfyller de aksepterte standardene. Hvis du viser det på tre fingre, ser det slik ut:

Vi startet strømforsyningen, kondensatorene begynte å lade - toppen av strømforbruket gikk opp, sammenfallende med toppen av sinusoiden til vekselstrøm 220V 50Hz (for lat til å trekke). Hvorfor er det det samme? Og hvordan skal de lades ved "0" volt nærmere tidsaksen? Aldri! Det vil være topper i hver halvbølge av sinusoiden, siden det er en diodebro foran kondensatoren.
- belastningen på enheten trakk strømmen og utladet kondensatorene;
- kondensatorene begynte å lades og strømforbrukstoppene dukket opp igjen ved de sinusformede toppene.

Og i tillegg ser vi et "pinnsvin" som en sinusoid har vokst over, og som i stedet for konstant forbruk "trekker" strømmen i korte hopp i trange øyeblikk. Hvorfor er det så forferdelig, la oss trekke deg selv, sier du. Og her rotet Baskervilles-hunden: disse toppene overbelaster de elektriske ledningene og kan til og med føre til brann ved et nominelt beregnet tverrsnitt av ledninger. Og hvis du tenker på at det er mer enn én blokk i nettverket? Og elektroniske enheter som jobber i samme nettverk vil neppe like et slikt "avsagt" nettverk med forstyrrelser. Dessuten, med den deklarerte nominelle kraften til PSUen, vil du betale mer for lyset, siden nettverksledningene i leiligheten (kontoret) allerede er belastningen. Oppgaven oppstår for å få ned toppene av strømforbruk i tide til siden av fallene til sinusoiden, det vil si å nærme seg linearitet og avlaste ledningene.

PPFC- passiv effektfaktorkorreksjon. Dette betyr at foran den ene nettledningen til strømforsyningsenheten er det en massiv choke, hvis oppgave er å redusere i tide toppene av strømforbruk under lading av kondensatorer, under hensyntagen til de ikke-lineære egenskapene til choken. (det vil si at strømmen gjennom den henger etter spenningen som påføres den - husk skolen). Det ser slik ut: ved maksimum av sinusoiden skal kondensatoren lades og han venter på dette, men uflaks - de legger en choke foran ham. Men choken er ikke helt bekymret for hva kondensatoren trenger - en spenning påføres den og en selvinduksjonsstrøm oppstår, som er rettet i motsatt retning. Dermed forhindrer choken at kondensatoren lades på toppen av inngangssinusoiden - i nettverkstoppen, og kondensatoren utlades. Rart, ikke sant? Var det ikke det vi ønsket? Nå synker sinusoiden, men choken oppfører seg som folk flest her også: (vi har - vi setter ikke pris på, vi taper - vi beklager) igjen er det en selvinduksjonsstrøm som bare allerede faller sammen med den synkende strømmen, som lader kondensator. Hva vi har: på toppen - ingenting, på dippene - lad! Oppdrag utført!
Dette er nøyaktig hvordan PPFC-kretsen fungerer ved å stramme toppene av strømforbruk på fallene til sinusoiden (opp- og nedseksjoner) med bare en induktor. Effektfaktoren er nær 0,6. Ikke dårlig, men ikke perfekt.

APFC- aktiv effektfaktorkorrigering. Dette betyr å bruke elektroniske komponenter som krever strøm. I denne strømforsyningen er det faktisk to strømforsyninger: den første er en 410V stabilisator, den andre er en konvensjonell klassisk byttestrømforsyning. Vi vil vurdere dette nedenfor.

APFC og arbeidsprinsipp.

Figur 3:

Vi har nettopp kommet til prinsippet om aktiv effektfaktorkorreksjon, så vi vil bestemme noen poeng for oss selv med en gang. I tillegg til hovedformålet (tilnærming til lineariteten til strømforbruk over tid), løser APFC et tredelt problem og har følgende funksjoner:

Strømforsyningsenheten med APFC består av to blokker: den første er en 410V stabilisator (faktisk APFC), den andre er en konvensjonell klassisk byttestrømforsyning.
- APFC gir en effektfaktor på ca 0,9. Det er dette vi sikter mot - "1".
- APFC opererer med en frekvens på omtrent 200KHz. Enig, å trekke strømmen 200 000 ganger per sekund i forhold til 50 Hz er praktisk talt til hvert øyeblikk av tiden, det vil si lineært.
- APFC-kretsen gir en stabil konstant spenning ved utgangen på ca 410V og opererer fra 110 til 250V (i praksis fra 40V). Dette betyr at det industrielle nettverket praktisk talt ikke påvirker driften av de interne stabilisatorene.

Planarbeid:

Prinsippet for drift av APFC er basert på akkumulering av energi i choken og dens påfølgende retur til lasten.
Når strøm tilføres gjennom choken, henger strømmen etter spenningen. Når spenningen fjernes, oppstår selvinduksjonsfenomenet. Så strømforsyningen spiser det, og siden selvinduksjonsspenningen kan nærme seg det dobbelte påførte - her er arbeidet ditt fra 110V! Oppgaven til APFC-kretsen er å dosere strømmen gjennom induktoren med en gitt nøyaktighet slik at utgangen alltid har en spenning på 410V, uavhengig av belastning og inngangsspenning.

I figur 3 ser vi DC - en konstant spenningskilde etter broen (ikke stabilisert), lagringsinduktor L1, transistorbryter SW1, som styres av en komparator og PWM. Kretsen er laget ganske dristig ved første øyekast, siden nøkkelen faktisk gjør en kortslutning i uttaket i åpningsøyeblikket, men vi vil tilgi det, gitt at kretsen skjer i mikrosekunder med en frekvens på 200 000 ganger per sekund. Men i tilfelle feil i nøkkelkontrollkretsen, vil du definitivt høre og til og med lukte, og kanskje vil du se hvordan strømtastene vil brenne ut i et lignende opplegg.

1. Transistor SW1 er åpen, strøm flyter til lasten som før gjennom induktoren fra "+ DC" - "L1" - "SW2" - "RL" til "-DC". Men choken motstår bevegelsen av strømmen (selv-induksjon er begynnelsen), mens det er en opphopning av energi i choken L1 - spenningen på den vokser nesten til likespenningen, siden dette er en kortslutning (men for en brøkdel av tiden (mens alt er i orden) Diode SW2 hindrer utlading av kondensator C1 i det øyeblikket transistoren åpner.
2. Transistoren SW1 har stengt ... spenningen over lasten vil være lik summen av spenningene til DC1-kilden og L1-choken, som nettopp har påført kilden uten syre og kastet ut selvinduksjonsstrømmen med omvendt polaritet . Det magnetiske feltet til choken, som forsvinner, vil krysse den, og indusere en EMF av selvinduksjon av motsatt polaritet på den. Nå har selvinduksjonsstrømmen én retning med tap av kildestrømmen (selvinduksjonsenden). Selvinduksjon er fenomenet induksjon EMF i en elektrisk krets som et resultat av en endring i strømstyrken.
Så i øyeblikket av selvinduksjon etter lukking av transistoren, oppnås vårt tillegg til 410V på grunn av tilsetning av energi fra choken. Hvorfor tillegg? Husk skolen, hvor mye vil det være ved utgangen av broen med en kondensator, hvis inngangen er 220v? Det stemmer, multipliser 220V med roten av to (1,41421356) = 311V. Dette ville vært uten at APFC-ordningen virket. Det er slik på det punktet hvor vi venter på 410V, mens kun vaktrommet + 5V fungerer og selve enheten ikke går. Nå gir det ingen mening å kjøre APFC, ledsageren vil få nok av de 2 amperene hennes.
Alt dette er strengt kontrollert av 410V tilbakemeldingskontrollkretsen. Nivået på selvinduksjon reguleres av åpningstiden til transistorene, det vil si at energilagringstiden L1 er pulsbreddestabilisering. APFCs oppgave er å stabilt holde 410V på utgangen når de eksterne faktorene til nettverket og belastningen endres.

Så det viser seg at strømforsyningsenheten med APFC har to strømforsyninger: en 410V stabilisator og selve den klassiske strømforsyningen.

Å slå ned avhengigheten av strømforbrukstoppene på sinustoppene sikres ved å overføre disse toppene til driftsfrekvensen til APFC-kretsen - 200 000 ganger per sekund, som nærmer seg det lineære strømforbruket på hvert tidspunkt for 50Hz 220V sinusoiden. Q.E.D.

Fordeler med APFC:
- effektfaktor omtrent 0,9;
- arbeid fra ethvert lunefullt nettverk 110 - 250V, inkludert ustabilt landlig;
- støyimmunitet:
- høy stabiliseringskoeffisient av utgangsspenninger på grunn av stabil inngang 410V;
- lav krusningsfaktor for utgangsspenninger;
- små størrelser på filtre, siden frekvensen er omtrent 200 kHz.
- høy total effektivitet av enheten.
- liten interferens gitt til industrinettverket;
- høy økonomisk effekt i betaling for lys;
- de elektriske ledningene er ubelastet;
- hos bedrifter og som har 60V stasjonsbatterier, kan du klare deg uten UPS for å drive kritiske servere i det hele tatt - bare koble enheten til en 60V garantert strømforsyningskrets uten å endre noe og ikke observere polariteten (som ikke er tilstede) . Dette vil tillate deg å slippe unna de uheldige 15 minuttene med arbeid fra UPS-en til 10 timer fra stasjonsbatteriene, slik at ikke hele kontrollsystemet faller ned i tilfelle en dieselmotor ikke starter. Og mange tar ikke hensyn til dette eller tenkte ikke på det før dieselmotoren blir fornærmet på en eller annen måte en gang ... Alt utstyret vil fortsette å fungere, og det vil ikke være noe å kontrollere, siden datamaskinene vil bli avskåret om 15. minutter. Produsenten presenterer driftsområdet på 90 - 265V på grunn av mangelen på en slik strømforsyningsstandard som 60V-variabler, men den praktiske grensen for drift ble oppnådd ved 40V, det var ingen vits i å sjekke nedenfor.
Les avsnittet nøye igjen og evaluer mulighetene til UPS-en din for kritiske servere!

Ulemper med APFC:
- pris;
- Vanskeligheter med diagnostikk og reparasjon;
- dyre deler (transistorer - ca $ 5 per stykke, og det er opptil 5 av dem noen ganger), ofte rettferdiggjør ikke reparasjonskostnadene seg selv;
- problemer med felles arbeid med avbruddsfri strømforsyning (UPS) på grunn av den store innkoblingsstrømmen. Du må velge en UPS med dobbel strømreserve.

La oss nå se på FSP Epsilon 1010 strømforsyningskretsen i fig. 12.

På FSP Epsilon 1010 er APFC-strømseksjonen representert av tre HGTG20N60C3-transistorer med en strøm på 45A og en spenning på 600V, som står parallelt: www.fairchildsemi.com/ds/HG/HGT1S20N60C3S.pdf
I vårt typiske diagram er det 2 av dem Q10, Q11, men dette endrer ikke essensen. Blokken vår er bare kraftigere. FPC OUT-signalet går fra den 12. delen av CM6800G-mikrokretsen til den 12. pinnen til kontrollmodulen i fig. 2. Videre gjennom motstanden R8 for portene til nøklene. Slik administreres APFC. APFC-kontrollkretsen får strøm fra + 15V i arbeidsrommet gjennom en M5 optokobler, motstand R82 - 8pin CB (A). Men den starter først etter å ha startet enheten til belastningen med PW-ON-signalet (grønn ledning av 24-pinners kontakt til jord).

Typiske funksjonsfeil:

Symptomer:
- sikring slår med bomull;
- blokken "puster ikke" i det hele tatt selv etter å ha byttet sikringen, noe som er enda verre. Det betyr at skaden truer med å gå over i dyrere reparasjoner.

Diagnose: APFC-skjemafeil.

Behandling:
Det er vanskelig å gjøre en feil ved å diagnostisere APFC-svikt.
Det er generelt akseptert at en enhet med APFC kan startes uten APFC hvis den svikter. Og vi vil tro det, og til og med sjekke det, spesielt når det kommer til farlige eksperimenter med dyre HGT1S20N60C3S-transistorer. Vi lodder transistorene.
Enheten fungerer bra hvis problemet bare var i APFC-ordningen, men du må forstå at strømforsyningen vil miste strøm opptil 30% og den kan ikke settes i drift - bare sjekk. Vel, da bytter vi allerede transistorene til nye, men vi slår på enheten i serie gjennom en 220V 100W glødelampe. Vi laster blokken for eksempel på en gammel HDD. Hvis lampen brenner til gulvet og HDD-en starter (berør den med fingrene), snurrer en vifte på enheten - det er en sjanse for at reparasjonen er over. Vi starter uten lampe med en sikringsstørrelse redusert med 3 ganger. Brann det ikke ut nå? Vel, da lodder vi den innfødte F1 og går en times test under en tilsvarende belastning på 300-500 watt! En lampe som brenner med full glødelampe forteller deg om den fullstendige åpningen av nøkkeltransistorer eller deres innløste tilstand, vi ser etter et problem foran dem.
Hvis vi på et tidspunkt var uheldige, går vi tilbake til det nye kjøpet av transistorer, og ikke glemmer å kjøpe CM6800G-kontrolleren også. Endre detaljene, gjøre alt på nytt. Ikke glem å visuelt inspisere hele brettet!

Symptomer:
- enheten starter opp annenhver gang eller når den er koblet til i 5 minutter;
- du har en defekt HDD fra ingensteds;
- viftene snurrer, men systemet starter ikke, BIOS piper ikke ved oppstart;
- hovne kondensatorer på hovedkortet, skjermkortet;
- systemet starter tilfeldig på nytt, fryser.

Diagnose: tørre elektrolytiske kondensatorer.

Behandling:
- demonter enheten og visuelt finn hovne kondensatorer;
– den beste løsningen er å endre alt for nye, og ikke bare oppblåste;

Ikke-start oppstår på grunn av uttørkede kondensatorer i drift C43, C44, C45, C49;
Komponentfeil oppstår på grunn av økt rippel i + 5V, + 12V kretsen på grunn av tørking av filterkondensat.

Symptomer:
- enheten plystrer eller piper;
- fløytetonen endres under belastning;
- enheten plystrer kun når den er kald eller når den er varm.

Diagnose: Sprukket PCB eller manglende elementer.

Behandling:
- vi demonterer blokken;
- visuelt inspiser kretskortet ved loddepunktene til nøkkeltransistorer og filterstruper for ovale sprekker ved loddepunktet;
- hvis ingenting ble funnet, så lodder vi fortsatt bena til kraftelementene.
- sjekk og nyt stillheten.

Det er svært mange andre funksjonsfeil, opp til interne brudd eller interturne-havari, sprekker i brettet og deler, og så videre. Temperaturfeil er spesielt irriterende når det fungerer til det varmes opp eller avkjøles.
Strømforsyninger fra andre produsenter har et lignende driftsprinsipp, som lar deg feilsøke og fikse problemet.

Til slutt, et par PSU-tips:
1.Koble aldri en strømforsyningsenhet med APFC fra stikkontakten! Parker først systemet, og koble deretter fra eller slå av strømledningen - ellers vil du ende opp med å spille ...
Hvis spenningen går tapt på tidspunktet for drift av enheten, strekker det seg en lysbue og det oppstår en lysbue, noe som fører til en haug med andre harmoniske enn 50Hz - denne gangen synker spenningen og APFC-tastene prøver å opprettholde en stabil spenning på utgang, mens den åpnes helt og i lengre tid, forårsaker en enda større strøm og lysbuen er to. Dette fører til sammenbrudd av åpne transistorer av enorme strømmer og ukontrollerte spenninger av harmoniske - disse er tre. Det er enkelt å sjekke om du vil. Personlig har jeg allerede sjekket ... nå skrev jeg denne artikkelen og brukte $ 25 på reparasjoner. Du kan også skrive din egen. For FSP Epsilon 1010 kobler ikke knappen på dekselet fra strømkabelen, men kontrollsystemet, mens alle strømelementer forblir strømførende - vær forsiktig! Derfor, hvis du virkelig trenger å slå av datamaskinen raskt, gjør det med strømknappen på enheten - alt er tenkt ut her.

2. Hvis du vet på forhånd at du skal jobbe med en avbruddsfri strømforsyning, så kjøp en strømforsyningsenhet med PPFC. Dette vil spare deg for unødvendige problemer.

I historien prøvde jeg å ikke gi unødvendige grafer, diagrammer, formler og tekniske termer, slik at jeg på den femte linjen ikke ville skremme av en vanlig plage på PC-en min, en dypere forståelse av det grunnleggende om strømforsyning, som vil utvide dens oppetid.

Nå er tiden inne for å demontere systemenheten og bestemme modellen på strømforsyningen din, samtidig som du rister ut støvet fra den. Du har allerede forhindret én funksjonsfeil. Rent, det vil takknemlig tjene lenger. Smør viften, dette oppfordres også.

Som leste artikkelen til slutt - takk alle sammen!
PSU-en din er nå trygg.