أخبار التكنولوجيا

تتأثر PFC بواسطة مرشح EMI


تستخدم مصادر الطاقة الحديثة في وضع التبديل مزيجًا من المكثفات X و Y مع محاثات لتصفية EMI ذات الوضع المشترك والتفاضلي. يجلس عنصر المرشح أمام أي دائرة نشطة (أو سلبية) لتصحيح عامل القدرة (PFC) (الشكل 1) ، لذا فإن أي تشويه على عامل القدرة (PF) يفرضه مفاعلة مرشح EMI سيغير حتى تمامًا تصحيح العلاقة بين الجهد والتيار.

الشكل 1: رسم تخطيطي لمرحلة الإدخال لمزود طاقة PFC 225-W النموذجي يسلط الضوء على ~ 680 nF من السعة X في مرشح EMI ، متصل عبر مرحلتي L و N

فوق المدخلات 75-W ، يكون PFC النشط مطلوبًا لتحقيق PF أكبر من 0.9 ، عندما تكون قدرة الخرج بأقصى طاقة اسمية. حتى وقت قريب إلى حد ما ، كانت متطلبات التحميل الكامل هذه مفيدة للغاية عند تصميم مرشح الإدخال. مع زيادة الحمل ، تقلل مقاومة المدخلات المقاومة لمصدر الطاقة ، وفي النهاية تغمر الممانعة التفاعلية للسعة X ، وبالتالي تهيمن على PF لمحرك تحويل الطاقة بالكامل. عند التحميل الخفيف والخط العالي ، حيث تكون مقاومة مدخلات PSU هي الأعلى ، سيتم تقليل PF بواسطة السعة X (الشكل 2).

تم تحقيق متوسط ​​التأثير على PF عن طريق إضافة زيادة السعة X (الوضع العام) إلى نظام مثالي (عامل قدرة الوحدة) عبر نطاق التحميل (إدخال 230-VAC).
الشكل 2: متوسط ​​التأثير على PF الذي تم تحقيقه عن طريق إضافة زيادة السعة X (الوضع العام) إلى نظام مثالي (عامل قدرة الوحدة) عبر نطاق التحميل (إدخال 230-VAC)

ومع ذلك ، فإن بعض المعايير الحديثة ، مثل معيار 80 PLUS Titanium PC (PF> 0.9 عند تحميل 20٪) ، بدأت تستدعي أن يكون PF مرتفعًا عند التحميل الخفيف. هذا منطقي إذا تعرضت شبكة التوزيع لعدد كبير من الآلات بالتوازي. يمكن للأجهزة أو الشاشات أو أجهزة الكمبيوتر المتعددة التي تعمل بالتوازي عند التحميل الخفيف أن تطغى (وسوف) تطغى على قدرة VA للشبكة المحلية من خلال تقديم طلب كبير عند انخفاض PF ، وبالتالي خلق متطلبات طاقة ظاهرية غير مستدامة. غالبًا ما تستخدم الأجهزة قيمًا أكبر من السعة X نظرًا لتأثيرات الوضع المشترك للعديد من المحركات ، لذلك يعد هذا سببًا آخر لأن السعة X في التصميم قد تكون كبيرة. أخيرًا ، تعتبر المكثفات X رخيصة نسبيًا مقارنة بمحثات المرشح ، مما يجعلها جذابة لتطبيق المزيد أو أكبر من المكثفات X بدلاً من زيادة حجم محاثات مرشح EMI.

قد يتمثل نهج “القوة الغاشمة” في إضافة محاثة إلى مدخلات النظام لتقليل التفاعل السعوي ، وفي بعض الحالات ، قد يكون هذا عمليًا. ومع ذلك ، فإن الحل الأكثر أناقة هو تكليف مرحلة PFC بمراقبة جهد الدخل وعلاقة طور الإدخال ثم تطبيق عامل تصحيح على وظيفة PF عند الحمل الخفيف. هذا له تأثير إدخال تأخر في الطور الحالي إلى خوارزمية التصحيح الخاصة به لاستعادة عامل قدرة النظام الكلي إلى الوحدة. يوضح الشكل 3 تصميم PFC نشطًا متقدمًا استنادًا إلى عائلة HiperPFS-5 IC من Power Integrations ، وهي وحدة تحكم PFC متقدمة IC مع مفاتيح 750-V PowiGaN مدمجة ، محسّنة من أجل PF عالية وكفاءة عبر نطاق التحميل.

تطبيقات قياس البطارية

06.15.2023

هل أصبح التصوير الحراري سائدًا؟

06.15.2023

USB PD 3.1 EPR يعمل بقوة 24 فولت

06.12.2023

مرحلة إدخال مصدر طاقة PFC 250-W.
الشكل 3: مرحلة إدخال مصدر طاقة PFC 250-W. يستخدم PFC تقنية تحكم DCM شبه رنين متغيرة التردد ، جنبًا إلى جنب مع مفتاح طاقة GaN ، لتوفير كفاءة عالية جدًا عبر نطاق التحميل مع الحفاظ على محاثة التعزيز منخفضة.

يعمل تحسين عامل القدرة (PFE) على تحسين عامل القدرة عن طريق تشويه شكل موجة التيار المصحح للتعويض عن تشوه طور سعة الإدخال. كما أنه يقلل من تأثير تشوهات الشكل الحالي للإدخال (تشويه الموجة الجيبية الحالية ، خاصة عند تقاطع الصفر ، سيزيد من التشوه التوافقي الكلي ، الذي تم تناوله في مقال منفصل).

من خلال استخدام محرك التحكم ، من الممكن تحسين الحمولة الخفيفة PF بشكل ملحوظ. يوضح الشكل 4 PF لمصدر طاقة حقيقي ، محملًا بسعة دخل عالية اصطناعيًا (650 nF). تعمل وظيفة PFE على زيادة عامل الطاقة بنسبة تصل إلى 10٪ حتى حمولة 75 وات تقريبًا.

PF لمصدر طاقة 225 واط مع PFE نشط ووظيفة PFE المعطلة على كتلة PFC مع زيادة الحمل (230 VAC و 265 VAC).
الشكل 4: PF لمصدر طاقة 225 واط مع PFE نشط ووظيفة PFE المعطلة على كتلة PFC مع زيادة الحمل (230 VAC و 265 VAC)

يمكن تقليل تشوه PF بواسطة سعة الإدخال بشكل كبير عن طريق إضافة معلومات التشويه إلى محرك التحكم PF. تعوض الدائرة تلقائيًا الاختلافات في مقاومة المدخلات ، مما يضمن دقة PF على الرغم من تفاوتات الإنتاج لمكونات المرشح ومجموعة من ظروف التشغيل. تم وصف قدرة النظام على دعم أشكال موجات جهد الدخل المشوهة بشكل كبير (مثل مع مدخلات المولد أو العاكس) في مقالة منفصلة.

لمزيد من المعلومات ، يرجى زيارة موقع ويب Power Integrations.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *