Power Factor Correction (PFC)
TRADUZIDO DO ORIGINAL PARA O FÓRUM DO MAGRÃO
Luiz Schiavinato
Figura 1: Um circuito PFC P FC passivo requer apenas alguns componentes componentes para aumentar a eficiência, mas eles são grandes devido a operar na freqüência de alimentação da linha. Embora agradavelmente simples e robusto, uma PFC passivo raramente alcança baixa distorção harmônica harmônica total (THD). (THD ). Além disso, porque o circuito opera na freqüência de baixa potência linha de 50 Hz ou 60 Hz, o passivo elementos são normalmente volumosos e pesados pesados.. PFC ativo PFC ativo oferece uma melhor THD e é significativamente menor e mais leve de um circuito PFC P FC passivo. Para reduzir o tamanho e custo de passiva filtrar elementos, um PFC ativo opera a uma mudança maior maior freqüência do que a freqüência da linha 50Hz/60Hz.
fundo Todos os anos, milhões e milhões de computadores portáteis , LCD LC D monitores e TVs LCD L CD são produzidos. Com um crescimento tão rápido número destes e de outros dispositivos eletrônicos usando mais e mais energia , as ações devem ser tomadas para garantir a funcionalidade do rede de energia elétrica em todo o país . Em 2001 , a União Europeia colocou EN61000 E N61000 -3-2 em vigor para definir o padrão de regulamento regulamento harmônica em qualquer rede elétrica elétrica fornecido aplicação aplicação com consumo de energia mais de 75 watts. Isto requer essencialmente correção do fator de potência (PFC) (PF C) . Além disso, a energia em espera limite de dissipação é definido para economizar energia quando a carga está desligada. "80 PLUS" PL US" é uma iniciativa financiada por empresas de energia elétrica para integrar mais energeticamente energeticame nte eficientes unidades de fonte de alimentação (PSU ) - especialmente para área de trabalho computadores e servidores. 80 PLUS PLU S certifica a mais de 80% de energia eficiência de 20 % , 50 % e 100 % da carga nominal . Para atender a 80 PLUS certificação, UPAs exigem um PFC de 0,9 ou superior a 100% carga. Isso significa UPAs que desperdiçam 20% ou menos de energia elétrica ( como calor nos níveis de carga especificados especificados ) vai levar a energia elétrica reduzida consumo e contas inferiores . Descontos são dadas às vezes para fabricantes que utilizam 80 PLUS PLU S UP U PAs certificado . Implementação de correção do fator de potência (PFC) (PF C) em poder da modalidade do interruptor suprimentos irá maximizar : • A capacidade capacidade de tratamento de potência da fonte de alimentação • capacidades atuais de manipulação de redes de distribuição de energia Fator de potência de entrada ( PF) P F) é definida como: PF = Poder Real ( watts ) Potência aparente ( VA ) PF é expressa como o número decimal entre zero e um ( 0 e 1 ) . Uma fonte de alimentação não- corrigido com um PF P F típico igual a 0,65 vontade desenhar aproximadamente aproximadamente 1,5 vezes maior do que a corrente de entrada PFC P FC fornecimento ( PF = 0,99 ) para a mesma carga de saída . O não- corrigido fornecimento exige uma corrente adicional de CA a ser gerada, o que não é consumida pela carga , criando perdas I2R na distribuição de energia rede . Existem dois tipos de PFC : 1 . ativo 2 . passiva passive PFC A forma mais simples simples de PFC PF C é passiva (Passive PFC) PFC ) . A PF PFC C passivo usa um filtro na entrada AC para corrigir o fator de potência pobres. o passivo Circuito PFC PF C usa apenas componentes passivos - um indutor e alguns capacitores ( Figura. 1 ).
LEIAM COM ATENÇÃO O PFC Trabalha da seguinte forma ele controla a tensão de saída através de uma realimentação. Se a tensão de entrada muda, a de saída vai mudar, então a realimentação corrige para manter a tensão constante .. Este Circuito nos dias Atuais Atuais e Muito Muito usado usado nas Entradas Entradas das Tvs Tvs de LCD , PLASM PL ASMAA e LED L ED sendo usados até nas melhores fonte de PC
Funções do PFC ativo incluem: • formação da corrente de entrada de onda atividade • Filtragem da comutação de alta freqüência • feedback detecção da corrente da fonte para o controle de forma de onda • controle de feedback para regular a tensão de saída Fanfarrão , impulso, flyback e outras topologias de conversor são usados em ativo Circuitos Circui tos PFC . O DCDC - DC conversor de entrada capacitor capacitor também se beneficia de PFC ativo. O capacitor pode ser dimensionado para filtrar a ondulação da alta freqüência circuito PFC PF C ativo , em vez de um capacitor muito maior, maior, que seria necessário para facilitar a entrada de 50 -60Hz . A entrada regulada do CC-CC CC- CC conversor também exige um menor menor intervalo de ciclo de trabalho do DCDC DCD C conversor.. Outros benefícios do PFC conversor P FC ativo incluem o aumento da " resquício vez. "Hold mais ( proteção blecaute ) beneficia de sempre começando com a tensão máxima , e porque a energia na condensador está relacionada relacionada com 1/2CV2 1/2CV 2 , o condensador pode ser muito menor do que um capacitor em um conversor sem PFC ativo. Impulsione indutor Seleção indutor Cooper Bussmann Coiltronics ® indutores PFC estão disponíveis para uso com um grande variedade de PFCs PF Cs de 100W para 250W . Eles operam com controladores de vários fabricantes de IC para fornecer soluções de fornecimento de PFC que utilizam tanto para aplicações PFC passiva ou ativa. Indutores Coiltronics PFC variar de 200μH para 1.2MH 1.2M H . A entrada padrão faixa de tensão é 85V a 385V com diferentes materiais essenciais, como ferrite, ferro em pó e Kool- Mu ™ para proporcionar significativa perda de baixa núcleo. O E -core e geometrias toroidais permitir o uso de um fio mais grosso para diminuir a resistência DC e deu maior capacidade atual. Muitos orifício de passagem vertical ou horizontal opções de montagem estão disponíveis com uma faixa de temperatura de -20 ° C a 105 ° C. PFC B oost linha módulo DC / DC conversor 3.3V
Figura 3: PFC P FC Boost - circuito típica aplicação , 3,3 e 5V, 5V, 60W de potência de saída combinado . A topologia topologia PFC P FC baseado boost- circuito é o mais popular. popular. É um solução económica para cumprir com os regulamentos. a indutância R é seleccionado com base na onda da corrente desejada do impulso indutor . O valor da indutância é expressa como se segue . L= Vpk em (min) * d (max) fs * Δi onde : • Vpk em ( min ) é a tensão de entrada mínima de pico • fs é a freqüência f reqüência de comutação • Δi é o atual ondulação • d (max) é o ciclo de trabalho máxima expressa como: d (max) = 1 - Vpk em ( min ) Vo onde Vo é a tensão de saída Os rms impulsionar corrente no indutor é expressa como : IL ( rms) = Iin ( pk) A 2 Fusíveis Fusível Linha de Entrada AC Normas de segurança segurança produto escrito escrito pelo Underwriters Laboratories Laboratories (UL ) e da Comissão Electrotécnica Internacional Internacional ( IEC IE C ) requerem fusíveis AC primário proteção de energia energia e proteção proteção secundária contra contra qualquer falha catastrófica catastrófica dentro dos capacitores de filtro de entrada, PFC PF C impulsionar módulo, eletrolítico saída capacitores ( Cout ) ou os conversores conversores CC-CC CC -CC . O módulo de boost PFC normalmente não contém proteção de sobrecorrente , se um curto-circuito é aplicada através seus terminais de saída , não existe dispositivo de abertura de circuito interno de segurança interromper a alimentação. Sem a proteção do fusível na linha de entrada CA C A ( ver fusível F1 na figura 3 ) , o conversor de impulso não está protegida. Combinando as linhas de entrada do conversor DC-D C é essencial para a proteção contra a falha do conversor DC - DC catastrófica ( ver fusíveis F2 e F3 na Figura 3 ) . Proteger o conversor DC- DC Embora a linha fusível de entrada principal acabará ativar , fusíveis DC DC bem posicionado na entrada para os conversores DC-DC irá i rá limitar a energia entregue pelos capacitores hold -up ( Cout ) e vai impedir que o fracasso da PFC impulsionar módulo .
Tempo Fusível curvas de corrente (I [ampères] versus t [tempo]) deve ser consultado para a verificação verificação da seleção fusível fusível linha principal. O fusível fusível DC não deve abrir como resultado das correntes normais inrush fluindo no arranque de alimentação. A corrente de partida é limitada na maioria dos módulos de PFC PF C ao pico 5A (3.54Arms) por um circuito limitador de corrente inrush ativa. corrente de pico duração (t) aumenta com o aumento de capacitância de saída (Cout) e pode ser aproximada por t = (50) x (Cout). Cooper Bussmann ® comum fusíveis aplicados à proteção de sobrecorrente Os pontos no circuito da Figura 3 são os seguintes: • F1: RoHS RoH S compliant S501-2-R de ação rápida 5 x 20mm fusível tubo cerâmico classificados para 2A @ 250Vac • F2 e F3: RoHS PC-Tron de ação rápida PCB fusível através de buracos avaliado até 250Vac/450Vdc. (Códigos de produtos PCB, PCC, PCD, PCE, PCF, PCH e PCI). Figura 4: S501-2-R e PC-Tron P C-Tron fusíveis Coiltronics Indutores para Correção do Fator de Potência
Outros indutores disponíveis para correção de fator de potência. Para outros valores indutor e técnico contato assistência aplicação Cooper Bussmann em InductorT InductorTech@cooperind
[email protected]. ustries.com. A Cooper Bussmann Bussmann Coiltronics ® marca de magnetismo especializada em soluções de padrão e personalizados , oferecendo o mais mais recente em state-of state-of -the-art componentes magnéticos magnéticos de perfil baixo de alta densidade de potência. Continuamos na vanguarda da inovação e de novas tecnologias para oferecer a melhor combinação de embalagem, alta eficiência e confiabilidade imbatível. Nossos projetos utilizam alta freqüência , materiais de baixa perda do núcleo, e as formas novas e personalizado centrais em combinação com a construção inovadora e embalagem para fornecer os designers com as partes mais altas de desempenho disponíveis no mercado. o Linha de produtos da marca Coiltronics do magnetismo de energia se expande continuamente para satisfazer as mudanças na tecnologia e as necessidades do mercado relacionadas. relacionadas. norma de de produto As categorias incluem : • Blindado tambor Indutores • não blindados tambor Indutores • Alto Indutores atuais • Toroidal Toroidal Indutores • Especialidades • Magnetics Magnetics personalizados Por favor, visite http://www http://www.cooperbussma .cooperbussmann.com/datashe nn.com/datasheets/elx ets/elx ver folhas de dados sobre a grande variedade de soluções de indutor que temos para oferecer .
