Układ PFC - aktywny czy pasywny? Milion spekulacji...

1. Co to jest PFC?

PFC – Korekcja Współczynnika Mocy (ang. Power Factor Correction). Jest to układ odpowiadający za zmianę/korekcję wartości współczynnika mocy, czyli zmianę kątą przesunięcia fazowego między prądem a napięciem. Przesunięcie fazowe między prądem a napięciem powoduje wydzielanie się mocy biernej. Można to bardzo łatwo zilustrować na podstawie tzw. trójkąta mocy oraz odpowiednich wzorów.



Trojkat mocy uzupełnimy o poniższe wzory:

P=U*I*cos(fi) - moc czynna

Q=U*I*sin(fi) - moc bierna

S=U*I - moc pozorna (nie uwzględniająca kąta przesunięcia fazowego)

Q - wypadkowa Ql i Qc

Dokładny kąt (w stopniach) przesunięcia obliczymy ze wzoru fi=arccos(P/UI).

Różne podzespoły wnoszą do obwodu inne przesunięcia fazowe, popatrzmy na poniższe ilustrację.

Cewka, element indukcyjny.

Kondensator - element pojemnościowy.

Jak widzimy w cewce napięcie względem prądu przesunięte jest o +90 stopni zaś w przypadku kondensatora jest to -90 stopni. Podobnie będą zachowywały się inne elementy o charakterystyce indukcyjnej lub pojemnościowej, będą powodowały pewne przesunięcia fazowe.

Dodam jeszcze, iż rezystor nie powoduje przesunięć fazowych, napięcie jest w fazie z prądem.

Sterując odpowiednio pojemnością kondensatora lub indukcyjnością cewki, a więc zmieniając wartości odpowiednio reaktancji pojemnościowej i indukcyjnej w obwodzie, możemy doprowadzić do zjawiska rezonansu. Wtedy kąt przesunięcia fazowego jest najmniejszy i wynosi około 0,99. Obwód będący w stanie rezonansu nie pobiera prawie w ogóle mocy biernej, występuje wtedy zjawisko kompensacji mocy. Moc bierna indukcyjna, pobierana przez obwód jest równa mocy biernej pojemnościowej. Moce te są sobie przeciwne, co widać na charakterystykach cewki L i kondensatora C, dlatego w warunkach rezonansu całkowita moc bierna jest równa zeru.

Moc czynna, to moc dzięki której nasze maszyny mogą pracować, dzięki czemu jest bezpośrednio wykorzystywana. Moc bierna zaś to moc, która jest pobierana, ale w żaden sposób nie może być wykorzystana. Wypadkowa tych dwóch mocy to moc pozorna. Wynika stad bardzo prosta zależność bezpośrednio odnosząca się do stosowania układu PFC w zasilaczu. Korekcja współczynnika mocy polega na doborze odpowiednich wartości podzespołów powodujących przesunięcia fazowe. W typowym zasilaczu ATX bez PFC współczynnik ten wynosi 0.7 – 0.75. Idealnym by było gdyby wynosił 1 gdyż wtedy w 100% zniwelowane byłoby przesunięcie prądu i napięcia, czyli pozbylibyśmy się niewykorzystywanej mocy biernej. W zasilaczach z układem PFC, kąt przesunięcia wynosi w granicach 0.9 - 0.99.

Z powyższego wykresu jasno można odczytać, że jeśli moc bierna będzie malała to wartość cosinusa mocy czynnej do biernej (czyli naszego współczynnika mocy) będzie rosła i zbliżała się do wartości idealnej, jaką jest 1. Z punktu widzenia użytkownika nie ma to większego znaczenia, gdyż ówczesne liczniki elektryczne stosowane w naszych domach nie rejestrują mocy biernej, więc tak czy siak za nią nie płacimy. Jednak jeśli dla przykładu wziąć pod uwagę dużą ilość użytkowników czerpiących energię z jednej elektrowni nasuwają się bardzo proste wnioski - elektrownia musi produkować sporo więcej energii niż jest potrzebne ponosząc tym samym straty. Dlatego tez przepisy Unii Europejskiej nakazują stosowanie zasilaczy wyposażonych w układy PFC.

• « pierwsza
• ‹ poprzednia
• 1
• 2
• 3
• następna ›
• ostatnia »