PFC tehokertoimen korjaus
Verkkotaajuuden tehokerroin ja harmoninen kerroin ovat tärkeitä virranlaadun indikaattoreita, erityisesti tällä teholla saaville elektronisille laitteille.
AC-toimittajalle on toivottavaa Tehokerroin Kuluttajista oli lähellä yhtenäisyyttä, ja elektronisille laitteille on tärkeää, että harmoniset vääristymät ovat mahdollisimman pieniä. Tällaisissa olosuhteissa laitteiden elektroniset komponentit kestävät pidempään ja kuorma toimii mukavammin.
Itse asiassa ongelmana on se, että perinteinen lineaarinen teholähde ei pysty tarjoamaan elektroniikkalaitteille sopivaa laatua ja jopa korkeaa hyötysuhdetta. Tästä johtuen meidän on hyväksyttävä se tosiasia, että 80 %:n tehonsyöttöyksikön hyötysuhde tehokertoimella 0,7 on katsottu normiksi.
Ja syy tähän ongelmaan on siinä, että sisäänkäynnillä perinteinen hakkurivirtalähde on diodisilta suodatinkondensaattorilla ja riippumatta siitä, onko tasasuunnan virrankuluttaja edes lineaarinen kuorma, verkosta diodisillalle syötetyssä virrassa on silti purskeita, korostettuja eristettyjä huippuja, joiden välissä on nollarakoja virrankulutus verkosta.
Tämä johtuu siitä, että suodatinkondensaattori latautuu ja purkautuu epätasaisesti, mikä johtaa tehokertoimen alenemiseen – itse asiassa verkosta tuleva teho kulutetaan lyhyinä pulsseina – yksi virtapulssi jokaista puolta verkon siniaaltojaksosta.
Tällaisella suodatinkondensaattorilla syötetyssä piirissä tämä ilmiö synnyttää suuren harmonisen vääristymän. Ja tällaisen yksinkertaisen kondensaattorin tasasuuntaajan syöttämän kuorman tehokerroin ei yleensä ylitä 0,3.
On olemassa yksinkertainen "passiivinen" tapa hieman tasoittaa teräviä virtapiikkejä, lisätä tehokerrointa hieman ja pienentää hieman tällä tavalla haitarit… Menetelmä koostuu induktorin lisäämisestä diodisillan ja suodatinkondensaattorin väliin. Tämä pyöristää piikit hieman sinimuotoisiksi.
Tässä tapauksessa tehokerroin on kuitenkin edelleen kaukana yksiköstä (noin 0,7), koska kulutetun virran muoto ei ole taaskaan ollenkaan sinimuotoinen. Ja kun monia tällaisia suunnitelmia eri kapasiteettia käyttävistä käyttäjistä kytketään verkkoon, siitä tulee vakava ongelma sähköntuottajalle.
Paras tapa parantaa tehokerrointa ja vähentää linjataajuuden harmonisia on käyttää suhteellisen yksinkertaisia PFC-menetelmiä, jotka perustuvat pulssitehostusmuuntimiin hakkuriteholähteissä.Tässä tulotasasuuntaajapiiriin ei ole lisätty vain kela, vaan myös kenttätransistori, jossa on ohjain ja ohjain, sekä diodi.
Aktiivisen tehokertoimen korjauksen (aktiivisen PFC) aikana FET vaihtaa nopeasti kahden tilan välillä.
Ensimmäinen tila - kun kytkin on kiinni, kuristin saa virtaa tasasuuntaajalta, varastoi energiaa magneettikenttään, kun taas diodi on käänteinen esijännite ja kuorma saa virtaa vain suodatinkondensaattorista.
Toinen tila on kun transistori on auki, tämän syklin osan aikana diodi menee johtavaan tilaan ja kuristin siirtää nyt energiaa kuormaan ja varaa kondensaattorin.Tällainen kytkentä tapahtuu useiden kymmenien kilohertsien taajuudella. verkon siniaallon jokainen puoliaalto.
Näppäinohjauspiiri säätää aikavälien kestoa – kuinka kauan kuristin on kytketty verkkoon ja kuinka kauan se jännittää kondensaattoria, jotta kondensaattorin yli oleva jännite pysyy vakiona, kuten keskimääräisellä kuristusvirralla. Tämä piiri nostaa tehokertoimen 0,98:aan.
Osaava kytkentähallinta on tarpeen, jotta virrankulutus on samassa vaiheessa verkon vaihtojännitteen kanssa. Tätä tarkoitusta varten ohjain generoi PWM-signaalin FETin hilan ohjaamiseksi siten, että siniaallon huipulla kuristin saa energiaa lyhyemmän ajan kuin nollaa lähellä olevalla jännitteellä (pidempään).
PFC-ohjaimessa on lähtöjännitteen takaisinkytkentäsilmukka (jota verrataan referenssiin ja pidetään vakiona PWM:n kautta), sekä tulojännite- ja kelavirta-anturi, joka tarkkailee tarkasti keskimääräistä induktorin virtaa reaaliajassa varmistaakseen, että kuormalla on suurin tehokerroin.