Что такое оборудование коррекции коэффициента мощности (PFC)?

Что такое оборудование коррекции коэффициента мощности (PFC)?

Оборудование коррекции коэффициента мощности (PFC) — это специализированный контроллер, используемый для управления оборудованием PFC, которое играет решающую роль в улучшении коэффициента мощности электрических систем.

Коэффициент мощности представляет собой отношение активной мощности к полной мощности в цепи переменного тока. Когда напряжение переменного тока подается в систему с емкостными или индуктивными нагрузками, это может привести к разнице фаз во входном токе и искажению формы волны, что приводит к образованию гармонических токов, которые отрицательно влияют на коэффициент мощности.

Оборудование PFC, включающее схему PFC, предназначено для смягчения этих проблем, приближая коэффициент мощности к 1. Контроллер PFC используется для регулирования и управления схемой PFC.

Использование оборудования коррекции коэффициента мощности (PFC)

Оборудование PFC необходимо в преобразователях переменного тока в постоянный, которые преобразуют переменный ток в постоянный. В случаях, когда электронное оборудование имеет низкий коэффициент мощности, это накладывает дополнительную нагрузку на энергетические компании и других поставщиков, поскольку им необходимо предоставлять дополнительную мощность сверх той, что потребляет нагрузка.

Более того, гармонические токи, вызванные низкими коэффициентами мощности, могут повредить оборудование для передачи и распределения электроэнергии. Международные стандарты, такие как IEC61000-3-2, устанавливают ограничения для гармонических токов, и электронные устройства должны соответствовать этим нормам.

Поэтому использование оборудования PFC имеет решающее значение для обеспечения соответствия этим стандартам и улучшения коэффициента мощности.

Принцип оборудования коррекции коэффициента мощности (PFC)

Коррекция коэффициента мощности начинается с выпрямления переменного напряжения диодным мостом в преобразователе переменного тока в постоянный. Затем напряжение сглаживается с помощью конденсатора и преобразуется в постоянное напряжение. Однако в ходе этого процесса возникает разность фаз между напряжением на обоих концах конденсатора и протекающим через него током, что приводит к разности фаз между входным напряжением и током.

Кроме того, поскольку ток не течет в период, когда входное переменное напряжение ниже напряжения на обоих концах конденсатора, а зарядный ток течет только в период, когда входное переменное напряжение выше, это приводит к искажению формы волны тока, генерируя гармонические токи. Эти фазовые различия и гармонические токи пагубно влияют на коэффициент мощности.

Для повышения коэффициента мощности между диодным мостом и сглаживающим конденсатором вставляется схема PFC. Эта схема, которая работает аналогично повышающему преобразователю постоянного тока, управляет коммутационными элементами для формирования формы волны входного тока ближе к синусоидальной волне.

Структура оборудования коррекции коэффициента мощности (PFC)

Схема оборудования PFC состоит из таких компонентов, как индуктор, полевой транзистор (FET) и диод. FET — это тип транзистора, который при включении или выключении быстро изменяет ток в индукторе. Однако свойство индуктора замедлять изменения тока приводит к треугольной волне для тока. Повторное управление переключением обеспечивает приближение формы волны тока к синусоидальной волне, что повышает коэффициент мощности.

Другая информация об оборудовании коррекции коэффициента мощности (PFC)

1. Метод схемы PFC

Существуют два основных метода схемы PFC: одиночный метод с одним набором переключателей и чередующийся метод с двумя наборами переключателей, которые могут подавлять пульсирующий ток, работая с ними со сдвигом фаз на 180 градусов. Кроме того, существует два режима работы: режим непрерывного тока (CCM) для приложений высокой мощности (от 200 до 500 Вт) и режим критического тока (CRM) для приложений средней мощности (от 100 до 200 Вт). Выбор зависит от конкретной цели и требований приложения.

2. Активная мощность и полная мощность

• Активная мощность
  Это мощность, потребляемая нагрузкой и не возвращаемая источнику (реактивная мощность).
• Полная мощность
  Полная мощность является произведением среднеквадратичного (RMS) напряжения и среднеквадратичного тока, подаваемого на нагрузку. Как активная, так и реактивная составляющие мощности выводятся из полной мощности. Поэтому сумма активной и реактивной мощности равна полной мощности.