ПФЦ корекција фактора снаге

Фактор снаге и фактор хармоника мрежне фреквенције су важни показатељи квалитета електричне енергије, посебно за електронску опрему која се напаја овим напајањем.

Пожељно је за испоручиоца наизменичне струје да Фактор снаге потрошача био близу јединства, а за електронске уређаје је важно да хармонијска изобличења буду што мања. У таквим условима, електронске компоненте уређаја ће живети дуже, а оптерећење ће радити удобније.

У ствари, постоји проблем, а то је што конвенционални линеарни извор напајања није у стању да обезбеди електронску опрему електричном енергијом одговарајућег квалитета, па чак и високе ефикасности. Као резултат тога, морамо прихватити чињеницу да се ефикасност јединице за напајање од 80% са фактором снаге који тежи 0,7 сматра нормом.

А разлог за овај проблем лежи у чињеници да се на улазу конвенционално прекидачко напајање постоји диодни мост са филтер кондензатором и без обзира на то да ли је потрошач исправљене струје чак и линеарно оптерећење, струја која се доводи из мреже до диодног моста ће и даље имати рафале, изражене изоловане пикове, између којих постоје празнине са нулом. тренутна потрошња из мреже.

Ово се дешава зато што се кондензатор филтера пуни и празни неравномерно, што доводи до смањења фактора снаге—у ствари, енергија из мреже се троши у кратким импулсима—један струјни импулс за сваку половину периода синусног таласа мреже.

У колу које се напаја таквим филтер кондензатором, ова појава генерише високо хармонијско изобличење. А фактор снаге оптерећења које напаја тако једноставан исправљач са кондензатором, по правилу, неће прелазити 0,3.

Постоји једноставан "пасивни" начин да се мало изгладе оштри струјни врхови, мало повећа фактор снаге и мало смањи на овај начин хармонике… Метода се састоји од додавања индуктора између диодног моста и филтерског кондензатора. Ово ће мало заокружити врхове у синусни облик.

У овом случају, међутим, фактор снаге ће и даље бити далеко од јединице (око 0,7), пошто облик потрошене струје опет уопште није синусоидан. А када се велики број оваквих планова корисника са различитим капацитетима прикључи на мрежу, то постаје озбиљан проблем за произвођаче енергије.

Најбољи начин за побољшање фактора снаге и смањење хармоника фреквенције линије је коришћење релативно једноставних шема за корекцију активног фактора снаге (ПФЦ) заснованих на импулсно појачаним претварачима у прекидачким изворима напајања.Овде се у коло улазног исправљача додаје не само индуктор, већ и транзистор са ефектом поља са драјвером и контролером, као и диода.

Током корекције активног фактора снаге (активни ПФЦ), ФЕТ се брзо пребацује између два стања.

Прво стање — када је прекидач затворен, пригушница добија струју од исправљача, складишти енергију у магнетном пољу, док је диода обрнуто преднагнута, а оптерећење се напаја само кондензатором филтера.

Друго стање је када је транзистор отворен, током овог дела циклуса диода прелази у проводно стање, а пригушница сада преноси енергију на оптерећење и пуни кондензатор.Овакво пребацивање се дешава са фреквенцијом од неколико десетина килохерца за сваки полуталас главног синусног таласа.

Кључно контролно коло подешава трајање временских интервала – колико дуго је пригушница повезана на мрежу и колико дуго напаја кондензатор тако да се напон на кондензатору одржава на константном нивоу, као што је просечна струја пригушнице. Ово коло повећава фактор снаге напајања на 0,98.

Неопходно је компетентно управљање пребацивањем како би потрошња струје била у фази са наизменичним напоном мреже. У ту сврху, контролер генерише ПВМ сигнал за контролу капије ФЕТ-а, тако да на врхунцу синусног таласа пригушница прима енергију за краће време него при напону близу нуле (дуже).

ПФЦ контролер има повратну петљу излазног напона (која се пореди са референтном и одржава се константном преко ПВМ), као и сензор улазног напона и струје индуктора за прецизно праћење просечне струје индуктора у реалном времену како би се осигурало да оптерећење има максимални фактор снаге.