Pfc-typen är passiv. Internationella organisationer och PFC. Vad är PFC och varför behövs det

Lämna en kommentar 6,950

PFC- detta är Effektfaktor Korrigering, som översätts från engelska. som "Power Factor Correction", även namnet "Power Factor Compensation" aktiv makt".
När det gäller att byta strömförsörjning betyder denna term närvaron i strömförsörjningen motsvarande uppsättning kretselement, som också kallas "PFC". Dessa enheter är utformade för att minska den reaktiva effekten som förbrukas av strömförsörjningen. Icke-PFC-strömförsörjningar skapar högeffektsstötljud på elnätet för elektriska apparater som är parallellkopplade.
För kvantifiera infört distorsion och störningar finns det en effektfaktor (KM eller Power Factor). Den faktiska faktorn (eller effektfaktorn) är förhållandet mellan aktiv effekt (ström som förbrukas av strömförsörjningen oåterkalleligt) till totalen, dvs. till vektorsumman av aktiva och responsiv kraft... Faktum är att effektfaktorn (inte att förväxla med effektivitet!) är förhållandet mellan användbar och mottagen kraft, och ju närmare enhet den är, desto bättre.

PFC sorter

PFC finns i två smaker - passiv och aktiv.
Den enklaste och därför vanligaste är den sk passiv PFC... Passiva PFC är gjorda på ett reaktivt element - en choke. Tyvärr, för att erhålla acceptabel effektivitet, erhålls dess dimensioner i proportion till dimensionerna på transformatorversionen av konstruktionen av denna strömförsörjning, vilket inte är ekonomiskt lönsamt. Stora geometriska dimensioner av choken erhålls eftersom den måste arbeta med en frekvens på 50Hz (närmare bestämt 100Hz på grund av frekvensfördubbling efter likriktning) och den kan inte vara mindre än motsvarande transformator för samma effekt. Ganska ofta döljs en mycket liten choke i en PSU under namnet "passiv PFC". Mer exakt kan det inte finnas en strypning av tillräcklig storlek på grund av det mycket begränsade utrymmet i fallet med denna strömförsörjningsenhet. En sådan dekorativ PFC kan förstöra PSU:ns dynamiska prestanda eller orsaka oregelbunden drift.

Aktiv PFCär en annan impulskälla strömförsörjning, med en förstärkt spänning.
Förutom det faktum att den aktiva PFC ger en nära idealisk effektfaktor, förbättrar den också, till skillnad från den passiva, driften av strömförsörjningen - den stabiliserar dessutom inspänningen till huvudblockstabilisatorn - enheten blir märkbart mindre känslig för reducerad nätspänning, även vid användning aktiv PFC det är ganska enkelt att utveckla block med en universell strömförsörjning 110 ... 230V, som inte kräver manuell omkoppling av nätspänningen.
Användningen av aktiv PFC förbättrar också strömförsörjningens respons under kortvariga (bråkdelar av en sekund) nedgångar. nätspänning- i sådana ögonblick fungerar enheten på bekostnad av energin från högspänningslikriktarkondensatorerna, vars effektivitet är mer än fördubblad. En annan fördel med att använda aktiv PFC är mer låg nivå högfrekventa störningar på utgångsledningarna, dvs. Dessa nätaggregat rekommenderas för användning i en PC med kringutrustning som är designad för att fungera med analogt ljud/videomaterial.

Internationella organisationer och PFC

International Electrotechnical Commission (IEC) eller IEC (International Electrotechnical Commission) och International Organization for Standardization (ISO) sätter gränser för innehållet och nivåerna av övertoner i inströmmen till sekundära nätaggregat. Användning av elektriska apparater som inte uppfyller standarderna för dessa organisationer är förbjuden i många länder, så designers av seriös utrustning måste vara säker på att ha detta i åtanke.

PFC (Power Faktorkorrigering) översätts som "Power factor correction", det finns också namnet "reactive power compensation". När det gäller att byta strömförsörjning (i systemblock datorer använder för närvarande endast denna typ av strömförsörjning) denna term betyder närvaron av en motsvarande uppsättning kretselement i strömförsörjningsenheten, som också kallas "PFC". Dessa enheter är utformade för att minska den reaktiva effekten som förbrukas av strömförsörjningen.

Faktum är att faktorn eller effektfaktorn är förhållandet mellan aktiv effekt (ström som förbrukas av strömförsörjningen oåterkalleligt) och full effekt, dvs. till vektorsumman av aktiv och reaktiv effekt. Faktum är att effektfaktorn (inte att förväxla med effektivitet!) är förhållandet mellan användbar och mottagen kraft, och ju närmare enhet den är, desto bättre.
PFC finns i två smaker - passiv och aktiv.
På jobbet pulsenhet försörjning utan ytterligare PFC förbrukar ström från nätet i korta pulser, ungefär sammanfallande med topparna i sinusformen av nätspänningen.

Den enklaste och därför vanligaste är den så kallade passiva PFC, som är en konventionell drossel med relativt stor induktans kopplad till nätet i serie med strömförsörjningen.

Passiv PFC slätar ut strömpulserna något, sträcker ut dem över tiden - men för en allvarlig effekt på effektfaktorn behövs en stor induktansdrossel, vars dimensioner inte tillåter installation inuti datorenhet näring. Den typiska effektfaktorn för en PSU med en passiv PFC är bara cirka 0,75.

Aktiv PFCär en annan switchande strömförsörjning, med en step-up spänning.
Formen på strömmen som förbrukas av en strömförsörjning med en aktiv PFC skiljer sig mycket lite från förbrukningen av en konventionell resistiv belastning - den resulterande effektfaktorn för en sådan strömförsörjning utan en PFC-enhet kan nå 0,95 ... 0,98 vid full drift ladda. Det är sant, när belastningen minskar, minskar effektfaktorn, som ett minimum, och sjunker till cirka 0,7 ... 0,75 - det vill säga till nivån för block med passiv PFC. Det bör dock noteras att toppströmförbrukningsvärdena för enheter med en aktiv PFC fortfarande är märkbart lägre även vid låg effekt än för alla andra enheter.

Förutom det faktum att den aktiva PFC ger en effektfaktor nära idealisk, förbättrar den också, till skillnad från den passiva, driften av strömförsörjningen - den stabiliserar dessutom inspänningen för blockets huvudstabilisator - blocket blir märkbart mindre känsliga för minskad nätspänning, även när man använder en aktiv PFC är det ganska lätt att designa block med en universell strömförsörjning på 110 ... 230V, som inte kräver manuell omkoppling av nätspänningen. (Sådana PSU:er har en specifik funktion - deras funktion i kombination med billiga UPS:er som producerar stegsignal när du använder batteri kan det leda till att datorn inte fungerar, så tillverkare rekommenderar att du använder en smart UPS i sådana fall, som alltid matar ut en sinusformad signal.)

Användningen av en aktiv PFC förbättrar också strömförsörjningens svar under kortvariga (bråkdelar av en sekund) nätspänningsfall - i sådana ögonblick fungerar enheten på bekostnad av energin från högspänningslikriktarkondensatorerna, effektiviteten mer än fördubblas. En annan fördel med att använda aktiv PFC är den lägre nivån av högfrekvent störning på utgångsledningarna.

Till exempel beror spänningen vid 1 ben av FAN7530 på avdelaren monterad på R10 och R11, och följaktligen på kondensatorn C9.

Vad är ett nätaggregat med en aktiv PFC Power Factor Correction Module?

PFC (Power Factor Correction)
Konventionell, klassisk, likriktarkrets växelspänning 220V-nätverket består av en diodbrygga och en utjämningskondensator. Problemet är att kondensatorns laddningsström är av pulsad karaktär (varaktigheten är ca 3mS) och som en följd av detta en mycket stor ström. Till exempel, för en strömförsörjningsenhet med en belastning på 200W, kommer den genomsnittliga strömmen från 220V-nätverket att vara 1A, och impulsströmmen kommer att vara 4 gånger högre. Om det finns många sådana nätaggregat och (eller) de är kraftfullare? ..då blir strömmarna bara galna - ledningarna, uttagen kommer inte att stå upp, och du kommer att behöva betala mer för el, eftersom kvaliteten på strömförbrukningen är mycket beaktad. Till exempel har stora fabriker speciella kondensatorbanker för att kompensera för "cosinus". I modern datateknik mötte samma problem, men ingen kommer att installera flervåningsstrukturer, och gick åt andra hållet - de satte speciellt element för att minska "impulsen" av den förbrukade strömmen - PFC. Den är byggd mellan likriktaren och kondensatorn, vilket begränsar strömmen i amplitud och sträcker sig över tiden. PFC är passiva och aktiva, vilket bestäms av dämpningselementet.
Jag vet inte säkert, men det här är ett inbyggt brusfilter i elnätet längs vägen. Det vill säga att en sådan dator inte behöver något överspänningsskydd.
PFC (Power Factor Correction) översätts som Power Factor Correction, även kallad reaktiv effektkompensation.
En konventionell pulsad strömförsörjningsenhet drivs av en sinusform (samma som är 220V) genom en likriktare (brygga) med en kapacitiv belastning. Därför är den förbrukade strömmen långt ifrån sinusformad, den ser ut som korta toppar placerade på toppen av en sinusform. Det vill säga, ur kretsteorinsynpunkt är det ett olinjärt element och orsakar strålning i nätverket stark störning(övertoner 50Hz). På ett stort antal sådana belastningar överträds också normalt arbete transformatorstation- förlusterna ökar, effektiviteten minskar. PFC är en valfri omvandlare som drivs av en likriktare utan kapacitiv belastning(rippelspänning med en frekvens på 100Hz) och emitterande konstant tryck, från vilken huvudomvandlaren redan drivs. Fördelen med ett sådant schema är att den förbrukade strömmen är nära en sinusform, brusnivån reduceras och transformatorn fungerar i normalt läge. Nackdelen är komplexitet och kostnad. Vanligtvis finns sådana scheman i nätaggregat. hög kraft, allt från hundratals BT, inklusive de nu populära omvandlarna för asynkronmotorer.
PFC (Power Factor Correction) översätts som Power Factor Correction, även kallad reaktiv effektkompensation. Den enklaste och därför vanligaste är den så kallade passiva PFC, som är en konventionell drossel med relativt stor induktans kopplad till nätet i serie med strömförsörjningen.
Den aktiva PFC är en annan switchande strömförsörjning, med en step-up spänning.
aktiv PFC, till skillnad från passiv, förbättrar driften av strömförsörjningen - den stabiliserar dessutom inspänningen för blockets huvudstabilisator, blocket blir märkbart mindre känsligt för låg nätspänning, och när du använder aktiv PFC, block med universell effekt 110 ... 230V är lätta att utveckla, kräver inte manuell omkoppling av nätspänningen. (Sådana PSU:er har en specifik funktion av sin funktion i kombination med billiga UPS:er (källa avbrottsfri strömförsörjning), att avge en stegsignal när den drivs med batteri kan leda till datorfel, därför rekommenderar tillverkare att använda en Smart UPS i sådana fall)
Användningen av en aktiv PFC förbättrar också strömförsörjningens svar under kortvariga (bråkdelar av en sekund) nätspänningsfall vid sådana ögonblick, enheten fungerar på bekostnad av energin från högspänningslikriktarkondensatorerna, effektiviteten mer än fördubblas. En annan fördel med att använda en aktiv PFC är en lägre nivå av högfrekvent brus på utgångsledningarna, det vill säga sådana strömförsörjningar rekommenderas för användning i en PC med kringutrustning utformad för att fungera med analogt ljud/videomaterial.

Det är ingen hemlighet att en av huvudblocken i en dator är kraftenhet... Vid köp riktar vi vår uppmärksamhet mot olika egenskaper: på maximal kraft block, egenskaper hos kylsystemet och ljudnivån. Men alla ställer inte frågan vad är PFC?

Så, låt oss se vad PFC ger

När det gäller byte av strömförsörjning (endast denna typ av strömförsörjning används för närvarande i datorsystemenheter), betyder denna term närvaron av en motsvarande uppsättning kretselement i strömförsörjningen.

Effektfaktorkorrigering- översatt som "Power factor correction", det finns också namnet "reactive power compensation".

PFC finns i två smaker - passiv och aktiv.
Under drift förbrukar en strömförsörjning utan ytterligare PFC ström från nätet i korta pulser, ungefär som sammanfaller med topparna i sinusformen av nätspänningen.

Den enklaste och därför vanligaste är den sk passiv PFC, som är en konventionell drossel med relativt stor induktans, kopplad till nätverket i serie med strömförsörjningen.

Passiv PFC något jämnar ut strömpulserna och sträcker dem i tid - men för en allvarlig effekt på effektfaktorn behövs en stor induktansdrossel, vars dimensioner inte tillåter att den installeras inuti en datorströmförsörjning. Den typiska effektfaktorn för en PSU med passiv PFC är endast cirka 0,75.

Aktiv PFCär en annan switchande strömförsörjning, med en step-up spänning.
Som du kan se, formen på strömmen som förbrukas av strömförsörjningen med aktiv PFC, mycket lite skiljer sig från förbrukningen av en konventionell resistiv belastning - den resulterande effektfaktorn för en sådan enhet kan nå 0,95 ... 0,98 vid full belastning.

Det är sant, när belastningen minskar, minskar effektfaktorn, som ett minimum, och sjunker till cirka 0,7 ... 0,75 - det vill säga till nivån för block med passiv PFC... Det bör dock noteras att toppvärdena för den aktuella förbrukningen för enheter med aktiv PFCändå, även vid låg effekt, märkbart mindreän alla andra block.

Förutom det aktiv PFC ger nära ideal effektfaktor, så också, till skillnad från den passiva, förbättrar den driften av strömförsörjningen - den stabiliserar dessutom inspänningen för blockets huvudstabilisator - blocket blir märkbart mindre känsligt för låg nätspänning, och när du använder aktiv PFC, blockerar det med universaleffekt 110 ... 230V, som inte kräver manuell omkoppling av nätspänningen.

Sådana PSU:er har en specifik funktion - deras funktion i kombination med billiga UPS:er som ger en stegsignal när de drivs på batteri. kan orsaka fel på din dator, så tillverkare rekommenderar att du använder dem i sådana fall Smart UPS som alltid matar ut en sinusformad signal.

Också med aktiv PFC förbättrar strömförsörjningsenhetens svar under kortvariga (bråkdelar av en sekund) nätspänningsfall - i sådana ögonblick fungerar enheten på bekostnad av energin från högspänningslikriktarkondensatorerna, vars effektivitet mer än fördubblas. En annan fördel med att använda aktiv PFC är lägre nivå av högfrekvent störning på utgångsledningarna, dvs. Dessa nätaggregat rekommenderas för användning i en PC med kringutrustning som är designad för att fungera med analogt ljud/videomaterial.

Nu lite teori

Den vanliga klassiska 220V AC-spänningslikriktarkretsen består av en diodbrygga och en utjämningskondensator. Problemet är att kondensatorns laddningsström är av pulsad karaktär (varaktigheten är ca 3mS) och som en följd av detta en mycket stor ström.

Till exempel, för en strömförsörjningsenhet med en belastning på 200W, kommer medelströmmen från 220V-nätverket att vara 1A, och impulsströmmen kommer att vara 4 gånger högre. Om det finns många sådana nätaggregat och (eller) de är kraftfullare? ... då blir strömmarna bara galna - ledningarna, uttagen kommer inte att stå upp, och du måste betala mer för el, eftersom kvaliteten på den nuvarande förbrukningen beaktas mycket.

Till exempel har stora fabriker speciella kondensatorbanker för att kompensera för "cosinus". I modern datorteknik stod de inför samma problem, men ingen kommer att installera flervåningsstrukturer och gick åt andra hållet - ett speciellt element är installerat i strömförsörjningen för att minska "impulsen" av den förbrukade strömmen - PFC.

De olika typerna är åtskilda av färger:

röd - vanlig strömförsörjningsenhet utan PFC,
gul - tyvärr, "en vanlig strömförsörjningsenhet med en passiv PFC",
grön - PSU med passiv PFC med tillräcklig induktans.

Modellen visar processerna när strömförsörjningen slås på och ett kortvarigt fel efter 250 mS. En stor ökning i närvaro av en passiv PFC uppstår eftersom för mycket energi ackumuleras i induktorn när utjämningskondensatorn laddas. För att bekämpa denna effekt slås PSU gradvis på - först kopplas ett motstånd i serie med choken för att begränsa startström, sedan kortsluter det.

För en strömförsörjningsenhet utan PFC eller med en dekorativ passiv PFC, spelas denna roll av en speciell termistor med ett positivt motstånd, d.v.s. dess motstånd ökar kraftigt vid upphettning. Med en stor ström värms ett sådant element upp mycket snabbt och strömmen minskar, sedan kyls det ner på grund av en minskning av strömmen och har ingen effekt på kretsen. Således utför termistorn sina begränsande funktioner endast vid mycket höga startströmmar.

För passiva PFC:er är strömpulsen vid start inte så stor och termistorn fyller ofta inte sin begränsande funktion. I normala, stora passiva PFC, förutom termistorn, en annan speciell krets, men i "traditionella", dekorativa är det inte.

Och enligt diagrammen själva. En dekorativ passiv PFC ger ett spänningssteg, vilket kan leda till att strömförsörjningskretsen går sönder, medelspänningen är något mindre än fallet utan_PFC och vid ett kortvarigt strömavbrott sjunker spänningen mer än utan_PFC. Inför en tydlig försämring dynamiska egenskaper... Den normala passiva PFC har också sina egna egenskaper. Om vi inte tar hänsyn till den initiala skuren, som in obligatorisk måste kompenseras för av omkopplingssekvensen, då kan följande sägas:

Utspänningen har blivit lägre. Detta är korrekt, eftersom det inte är lika med toppingången, som för de två första typerna av strömförsörjningsenheter, utan med den "operativa". Skillnaden mellan toppen och agerandet är lika med roten av två.
Rippeln på utspänningen är mycket mindre, eftersom vissa av utjämningsfunktionerna överförs till choken.
– Spänningsfallet vid kortvariga strömavbrott är också mindre av samma anledning.
– Efter misslyckandet följer ett stänk. Detta är en mycket betydande nackdel och är den främsta anledningen till att passiva PFC inte är vanliga. Denna våg uppstår eftersom den uppstår när den slås på, men för fallet med en första påslagning kan en speciell krets korrigera något, då är det mycket svårare att göra detta i drift.
– Vid kortvarigt försvinnande inspänning utgången ändras inte lika dramatiskt som i andra strömförsörjningsalternativ. Detta är mycket värdefullt eftersom en långsam spänningsförändring fungerar strömförsörjningsstyrkretsen mycket framgångsrikt och det kommer inte att finnas några störningar vid strömförsörjningsutgången.

För andra versioner av strömförsörjningsenheten, med sådana fel på strömförsörjningsenhetens utgångar, kommer störningar säkert att försvinna, vilket kan påverka driftsäkerheten. Hur ofta är kortvariga strömavbrott? Enligt statistiken faller 90% av alla icke-standardiserade situationer med ett 220V-nät på just ett sådant fall. Den huvudsakliga källan till händelsen är byte av kraftsystemet och anslutning av kraftfulla konsumenter.

Figuren visar effektiviteten hos PFC för att reducera strömpulser:

För PSU:er utan PFC når strömmen 7,5A, passiv PFC minskar den med 1,5 gånger och normal PFC minskar strömmen mycket mer.

Vad är PFC och varför behövs det

Elektroniska apparater

PFC ( förkortning från Effektfaktorkorrigering)- översatt som "Power factor correction", det finns också namnet "reactive power compensation".

Den enklaste och därför vanligaste är den sk passiv PFC, som är en konventionell drossel med relativt stor induktans, kopplad till nätverket i serie med strömförsörjningen.

Passiv PFC slätar ut strömpulserna något, sträcker ut dem i tid - men för en allvarlig effekt på effektfaktorn behövs en stor induktansdrossel, vars dimensioner inte tillåter installation inuti strömförsörjningen (det finns ingen skillnad i dator eller TV). Den typiska effektfaktorn för en PSU med en passiv PFC är bara cirka 0,75.

Aktiv PFCär en annan switchande strömförsörjning, med en step-up spänning.
Mycket ofta kallas det också "byte" eller "förutsättning"
Som du kan se, formen på strömmen som förbrukas av strömförsörjningen med aktiv PFC, mycket lite skiljer sig från förbrukningen av en konventionell resistiv belastning - den resulterande effektfaktorn för en sådan enhet kan nå 0,95 ... 0,98 vid full belastning.

Förutom det aktiv PFC ger en nära ideal effektfaktor, så också, till skillnad från en passiv, förbättrar den driften av strömförsörjningen - den stabiliserar dessutom inspänningen för blockets huvudstabilisator - blocket blir märkbart mindre känsligt för låg nätspänning, och vid användning av aktiv PFC, block med universell strömförsörjning 110 ... 230V, som inte kräver manuell omkoppling av nätspänningen.

Sådana PSU:er har en specifik funktion - deras funktion i kombination med billiga UPS:er som ger en stegsignal när de arbetar på batteri kan leda till datorfel, därför rekommenderar tillverkare att använda i sådana fall Smart UPS, som alltid matar ut en sinusformad signal.

Också med aktiv PFC förbättrar strömförsörjningsenhetens svar under kortvariga (bråkdelar av en sekund) nätspänningsfall - i sådana ögonblick fungerar enheten på bekostnad av energin från högspänningslikriktarkondensatorerna, vars effektivitet mer än fördubblas. En annan fördel med att använda aktiv PFC är lägre nivå av högfrekvent störning på utgångsledningarna, dvs. Dessa nätaggregat rekommenderas för användning i en PC med kringutrustning som är utformad för att fungera med analogt ljud/videomaterial.

Nu lite teori

De olika typerna är åtskilda av färger:

röd - vanlig strömförsörjningsenhet utan PFC,
gul - tyvärr, "en vanlig strömförsörjningsenhet med en passiv PFC",
grön - PSU med passiv PFC med tillräcklig induktans.

Modellen visar processerna när strömförsörjningen slås på och ett kortvarigt fel efter 250 mS. En stor ökning i närvaro av en passiv PFC uppstår eftersom för mycket energi ackumuleras i induktorn när utjämningskondensatorn laddas. För att bekämpa denna effekt slås strömförsörjningsenheten gradvis på - först kopplas ett motstånd i serie med choken för att begränsa startströmmen, sedan kortsluts det.

För passiva PFC:er är strömpulsen vid start inte så stor och termistorn fyller ofta inte sin begränsande funktion. I normala, stora passiva PFC:er, förutom en termistor, är också en speciell krets installerad, men i "traditionella", dekorativa är detta inte.

Och enligt diagrammen själva. En dekorativ passiv PFC ger ett spänningssteg, vilket kan leda till att strömförsörjningskretsen går sönder, medelspänningen är något mindre än fallet utan_PFC och vid ett kortvarigt strömavbrott sjunker spänningen mer än utan_PFC. På första sidan en tydlig försämring av dynamiska egenskaper. Den normala passiva PFC har också sina egna egenskaper. Om vi inte tar hänsyn till den initiala skuren, som nödvändigtvis måste kompenseras av växlingssekvensen, kan vi säga följande:

Utspänningen har blivit lägre. Detta är korrekt, eftersom det inte är lika med toppingången, som för de två första typerna av strömförsörjningsenheter, utan med den "operativa". Skillnaden mellan toppen och agerandet är lika med roten av två.
Rippeln på utspänningen är mycket mindre, eftersom vissa av utjämningsfunktionerna överförs till choken.
– Spänningsfallet vid kortvariga strömavbrott är också mindre av samma anledning.
– Efter misslyckandet följer ett stänk. Detta är en mycket betydande nackdel och är den främsta anledningen till att passiva PFC inte är vanliga. Denna våg uppstår eftersom den uppstår när den slås på, men för fallet med en första påslagning kan en speciell krets korrigera något, då är det mycket svårare att göra detta i drift.
- Med en kortvarig förlust av inspänningen ändras inte utsignalen lika kraftigt som i andra versioner av nätaggregatet. Detta är mycket värdefullt eftersom en långsam spänningsändring fungerar strömförsörjningsstyrkretsen mycket framgångsrikt och det kommer inte att uppstå några störningar vid strömförsörjningsutgången.

Figuren visar effektiviteten hos PFC för att reducera strömpulser:

För PSU:er utan PFC når strömmen 7,5A, passiv PFC minskar den med 1,5 gånger och normal PFC minskar strömmen mycket mer.