Pagwawasto ng power factor ng PFC
Ang power factor at ang harmonic factor ng mains frequency ay mahalagang indicator ng power quality, lalo na para sa electronic equipment na pinapagana ng power na ito.
Ito ay kanais-nais para sa AC supplier na Power factor ng mga mamimili ay malapit sa pagkakaisa, at para sa mga elektronikong aparato ay mahalaga na ang mga harmonic distortion ay pinakamababa hangga't maaari. Sa ilalim ng gayong mga kondisyon, ang mga elektronikong bahagi ng mga aparato ay mabubuhay nang mas matagal, at ang pagkarga ay gagana nang mas kumportable.
Sa katunayan, mayroong isang problema, na kung saan ay ang conventional linear power source ay hindi makapagbigay ng elektronikong kagamitan na may koryente ng angkop na kalidad at kahit na mataas na kahusayan. Bilang resulta, kailangan nating tanggapin ang katotohanan na ang kahusayan ng power supply unit na 80% na may power factor na may posibilidad na 0.7 ay itinuturing na pamantayan.
At ang dahilan para sa problemang ito ay nakasalalay sa katotohanan na sa pasukan maginoo switching power supply mayroong isang diode bridge na may filter capacitor, at hindi alintana kung ang rectified kasalukuyang consumer ay kahit na isang linear load, ang kasalukuyang ibinibigay mula sa network hanggang sa diode bridge ay magkakaroon pa rin ng mga pagsabog, binibigkas ang mga nakahiwalay na mga taluktok, sa pagitan ng kung saan mayroong mga gaps na may zero. kasalukuyang pagkonsumo mula sa network.
Nangyayari ito dahil hindi pantay ang pag-charge at pag-discharge ng filter capacitor, na nagreresulta sa pagbawas sa power factor—sa totoo lang, natupok ang kuryente mula sa grid sa maiikling pulso—isang kasalukuyang pulso para sa bawat kalahati ng panahon ng sine wave ng grid.
Sa isang circuit na pinapakain ng naturang filter capacitor, ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay bumubuo ng mataas na harmonic distortion. At ang power factor ng isang load na pinapakain ng tulad ng isang simpleng rectifier na may isang kapasitor, bilang panuntunan, ay hindi lalampas sa 0.3.
Mayroong isang simpleng "passive" na paraan upang bahagyang pakinisin ang matalim na kasalukuyang mga taluktok, bahagyang taasan ang power factor at bahagyang bawasan sa ganitong paraan akordyon… Ang pamamaraan ay binubuo ng pagdaragdag ng inductor sa pagitan ng diode bridge at ng filter capacitor. Ito ay bahagyang bilugan ang mga taluktok sa isang sinusoidal na hugis.
Sa kasong ito, gayunpaman, ang power factor ay malayo pa rin sa pagkakaisa (mga 0.7), dahil ang hugis ng kasalukuyang natupok ay hindi naman sinusoidal. At kapag maraming ganoong plano ng mga user na may iba't ibang kapasidad ang konektado sa grid, ito ay nagiging isang seryosong problema para sa power generating party.
Ang pinakamahusay na paraan upang pahusayin ang power factor at bawasan ang line frequency harmonics ay ang paggamit ng medyo simpleng active power factor correction (PFC) na mga scheme batay sa mga pulse-boost converter sa pagpapalit ng mga power supply.Dito, hindi lamang isang inductor ang idinagdag sa input rectifier circuit, kundi pati na rin ang isang field-effect transistor na may driver at controller, pati na rin ang isang diode.
Sa panahon ng aktibong power factor correction (aktibong PFC), ang FET ay mabilis na lumilipat sa pagitan ng dalawang estado.
Ang unang estado - kapag ang switch ay sarado, ang choke ay tumatanggap ng kapangyarihan mula sa rectifier, nag-iimbak ng enerhiya sa magnetic field, habang ang diode ay reverse bias, at ang load ay pinapagana lamang ng filter capacitor.
Ang pangalawang estado ay kapag bukas ang transistor, sa bahaging ito ng cycle ang diode ay napupunta sa conducting state, at ang choke ay naglilipat na ngayon ng enerhiya sa load at sinisingil ang kapasitor. Ang ganitong paglipat ay nangyayari na may dalas ng ilang sampu-sampung kilohertz para sa bawat kalahating alon ng mains sine wave.
Inaayos ng key control circuit ang tagal ng mga agwat ng oras—kung gaano katagal nakakonekta ang choke sa grid at kung gaano katagal nito binibigyang lakas ang capacitor upang ang boltahe sa kabuuan ng capacitor ay mapanatili sa isang pare-parehong antas, tulad ng average na choke current. Ang circuit na ito ay nagpapataas ng power factor ng supply sa 0.98.
Ang karampatang pamamahala sa paglipat ay kinakailangan upang ang kasalukuyang pagkonsumo ay nasa yugto ng alternating boltahe ng network. Para sa layuning ito, ang controller ay bumubuo ng isang PWM signal upang kontrolin ang gate ng FET, upang sa tuktok ng sine wave, ang choke ay tumatanggap ng enerhiya para sa isang mas maikling oras kaysa sa isang boltahe na malapit sa zero (mas mahaba).
Ang PFC controller ay may output boltahe feedback loop (na kung saan ay inihambing sa isang reference at gaganapin pare-pareho sa pamamagitan ng PWM), pati na rin ang input voltage at inductor current sensor upang tumpak na masubaybayan ang average na kasalukuyang inductor sa real time upang matiyak na ang load ay may pinakamataas na power factor.