Vad är Power faktor?

PC-strömförsörjningar laddar nätet på ett helt annat sätt än glödlampor, värmare och liknande, för vilket det gäller att den erhållna användbara effekten kan beräknas som en produkt av spänning och ström. Det sägs därför att de har en "Power Factor" på 1 i motsats till "reaktiva laster" (t.ex. spolar och kondensatorer), som har en effektfaktor på 0 i det ideala fallet där de är förlustlösa. En "idealisk" kondensator eller spole kommer att ladda elnätet med en ström vars fas växlas 90 ° före eller efter spänningsfasen.

spaending_stroem

Denna så kallade "reaktiva" ström upprätthåller det elektriska fältet i kondensatorn eller magnetfältet i spolen. Ingen kraft konverteras här, men kraften ger fortfarande upphov till förluster i försörjningsnätet och därmed större krav på dimensionering av elnätet.

För en praktisk belastning (som laddar matningsnätet med både aktiv och reaktiv ström) kan ström och spänning exempelvis fortsätta som visas här. I allmänhet gäller för denna typ av linjära belastningar:

W = V ´ A ´ cos (q), där W är den tilldelade effekten, V och A är rms-värdena för spänning och ström och q är fasvinkeln mellan spänning och ström.

Kvantiteten cos (q) kallas "Power Factor" eller "PF". Dvs. regeln är:

W = V ´ A ´ PF eller PF = W / (V ´ A), vilket visar att PF kan definieras som förhållandet mellan den faktiska effekten (W) och V ´A. Denna definition av PF är mer tillämplig i fall där det inte är så vettigt att prata om fasvinkeln (q), som till exempel för PC-tillbehör.

pc_forsyning_tegningPFC_tegning

Vanligtvis är ingångskretsen på 220V-sidan på en PC-anslutning ansluten som visas här.

Detta är inte en linjär belastning, eftersom strömmen endast dras från nätet under den relativt korta tidsperioden när toppvärdet (VPK) för växelspänningen är högre än spänningen (VL) på laddningskondensatorn.

Dessa kortlivade strömpulser är långt ifrån sinusformade och innehåller därför ganska starka harmoniska signaler - särskilt på udda harmoniska till 50Hz (dvs. 150Hz, 250 Hz, 350 Hz, etc.) och det är bl.a. störningarna från dessa oönskade strömmar som ska begränsas enligt de europeiska EMC-kraven som anges i standarden: EN61000-3-2. . Metoderna för detta inkluderar "PFC", som står för "Power Factor Correction", vilket betyder en metod för att minska "PowerFactor".

En åtskillnad görs mellan passiv och aktiv PFC. Passiv PFC utförs vanligtvis genom att rikta strömmen till försörjningsnätet genom en spole för enkel filtrering för att begränsa de oönskade övertonerna. På detta sätt uppnås vanligtvis en PFC på cirka 0,7, men för att uppnå en PFC på 0,95-0,99 används en aktiv elektronisk krets som fungerar enligt principen som visas nedan.

Ensretterbroaktivt_elektronisk_kredsloeb_tegning

Här används en spännings "booster" som tvingar spänningen (VL) på laddningskondensatorn upp så att den är det högre än toppvärdet för växelspänningen. Detta innebär att boosteren måste kunna styra spänningen

VL - V, för att säkerställa att ingångsströmmen är sinusformad. Detta uppnås genom att booster från den enriktade spänningen (V) bildar en spänningsskillnad som styrs av en styrkrets som mäter ingångsströmmen och jämför den med inmatningsspänningens form och automatiskt justerar booster-spänningen, så att ingångsströmmen (I) har samma vågform. Samtidigt mäter styrkretsen spänningen (VL) laddningskondensatorn och justerar boosterspänningen för att få en grovreglerad likspänning (VL) för vilka måttliga variationer är tillåtna, eftersom det primära syftet med kretsen är att säkerställa att strömförbrukningen från försörjningsnätet har en sinusformad kurs, så att harmoniska harmonier effektivt begränsas.

 

EMC-standard: EN61000-3-2

EMC-standarden EN61000-3-2 är en av de standarder som måste följas för att en produkt ska vara CE-märkt. Denna standard sätter exakta gränser för storleken på den harmoniska harmoniken i strömförbrukningen i försörjningsnätet. Dessutom har 1 / 1-2000 antagits ett ändringsförslag ("Ändring A14") till EN61000-3-2, som definierar den kritiska klass D (som exakt gäller bland annat datorer och PC-skärmar) snävare än den ursprungliga standarden. Det har varit en treårsperiod där det har tillåtits att använda både den ursprungliga standarden eller komplettera A14. Denna period har således gått ut 1 / 1-2004, och därför är aktiv PFC nu mer relevant än någonsin, eftersom det har visat sig förvånansvärt svårt att begränsa harmonierna tillräckligt med traditionell passiv PFC.