Pembetulan faktor kuasa PFC
Faktor kuasa dan faktor harmonik frekuensi sesalur adalah penunjuk penting kualiti kuasa, terutamanya untuk peralatan elektronik yang dikuasakan oleh kuasa ini.
Adalah wajar bagi pembekal AC itu Faktor kuasa daripada pengguna adalah hampir kepada perpaduan, dan untuk peranti elektronik adalah penting bahawa herotan harmonik serendah mungkin. Di bawah keadaan sedemikian, komponen elektronik peranti akan hidup lebih lama, dan beban akan berfungsi dengan lebih selesa.
Malah, terdapat masalah, iaitu sumber kuasa linear konvensional tidak dapat menyediakan peralatan elektronik dengan kualiti elektrik yang sesuai dan juga kecekapan tinggi. Akibatnya, kita harus menerima hakikat bahawa kecekapan unit bekalan kuasa sebanyak 80% dengan faktor kuasa cenderung kepada 0.7 dianggap sebagai norma.
Dan sebab masalah ini terletak pada fakta bahawa di pintu masuk bekalan kuasa pensuisan konvensional terdapat jambatan diod dengan kapasitor penapis, dan tidak kira sama ada pengguna semasa diperbetulkan adalah walaupun beban linear, arus yang dibekalkan dari rangkaian ke jambatan diod masih akan pecah, puncak terpencil yang disebut, di antaranya terdapat jurang dengan sifar penggunaan semasa daripada rangkaian.
Ini berlaku kerana kapasitor penapis mengecas dan menyahcas secara tidak sekata, mengakibatkan pengurangan dalam faktor kuasa—sebenarnya, kuasa daripada grid digunakan dalam denyutan pendek—satu nadi semasa untuk setiap separuh tempoh gelombang sinus grid.
Dalam litar yang disuap oleh kapasitor penapis sedemikian, fenomena ini menghasilkan herotan harmonik yang tinggi. Dan faktor kuasa beban yang diberi oleh penerus mudah dengan kapasitor, sebagai peraturan, tidak akan melebihi 0.3.
Terdapat cara "pasif" mudah untuk melancarkan sedikit puncak arus yang tajam, meningkatkan sedikit faktor kuasa dan mengurangkan sedikit dengan cara ini akordion… Kaedah ini terdiri daripada menambah induktor antara jambatan diod dan kapasitor penapis. Ini akan membundarkan sedikit puncak kepada bentuk sinusoidal.
Walau bagaimanapun, dalam kes ini, faktor kuasa masih jauh dari perpaduan (kira-kira 0.7), kerana bentuk arus yang digunakan sekali lagi tidak sinusoidal sama sekali. Dan apabila banyak pelan pengguna dengan kapasiti yang berbeza disambungkan ke grid, ia menjadi masalah serius bagi pihak penjana kuasa.
Cara terbaik untuk meningkatkan faktor kuasa dan mengurangkan harmonik frekuensi talian adalah dengan menggunakan skim pembetulan faktor kuasa aktif (PFC) yang agak mudah berdasarkan penukar rangsangan nadi dalam menukar bekalan kuasa.Di sini, bukan sahaja induktor ditambahkan pada litar penerus input, tetapi juga transistor kesan medan dengan pemacu dan pengawal, serta diod.
Semasa pembetulan faktor kuasa aktif (PFC aktif), FET bertukar dengan pantas antara kedua-dua keadaan.
Keadaan pertama — apabila suis ditutup, pencekik menerima kuasa daripada penerus, menyimpan tenaga dalam medan magnet, manakala diod dipincang songsang, dan beban hanya dikuasakan oleh kapasitor penapis.
Keadaan kedua ialah apabila transistor dibuka, semasa bahagian kitaran ini diod masuk ke dalam keadaan pengalir, dan pencekik kini memindahkan tenaga ke beban dan mengecas kapasitor. Pensuisan sedemikian berlaku dengan frekuensi beberapa puluh kilohertz untuk setiap separuh gelombang gelombang sinus utama.
Litar kawalan kekunci melaraskan tempoh selang masa—berapa lama pencekik disambungkan ke grid dan berapa lama ia memberi tenaga kepada pemuat supaya voltan merentasi pemuat dikekalkan pada paras malar, seperti purata arus pencekik. Litar ini meningkatkan faktor kuasa bekalan kepada 0.98.
Pengurusan pensuisan yang cekap adalah perlu supaya penggunaan semasa berada dalam fasa dengan voltan ulang-alik rangkaian. Untuk tujuan ini, pengawal menjana isyarat PWM untuk mengawal pintu FET, supaya pada puncak gelombang sinus, pencekik menerima tenaga untuk masa yang lebih singkat daripada pada voltan yang hampir kepada sifar (lebih lama).
Pengawal PFC mempunyai gelung maklum balas voltan keluaran (yang dibandingkan dengan rujukan dan dipegang tetap melalui PWM), serta voltan input dan sensor arus induktor untuk memantau purata arus induktor dengan tepat dalam masa nyata untuk memastikan beban mempunyai faktor kuasa maksimum.