Czy typowe zasilacze komputerowe przewodzą, czy opóźniają zasilanie?

Zasilacze komputerowe często mają funkcje „korekcji współczynnika mocy”, które podnoszą współczynnik mocy do poziomu zbliżonego do obciążeń rezystancyjnych (1). Jestem ciekawy, jakie byłyby obciążenia zasilacza przy braku korekcji współczynnika mocy. (Zasilacze impulsowe wykorzystują zarówno cewki indukcyjne, jak i kondensatory; nie jestem jednak pewien, jak wygląda ich obciążenie po stronie prądu przemiennego)

power-supply switch-mode-power-supply power-factor-correction

— Billy ONeal
źródło

Bez PFC byłyby całkowicie innym zasilaczem, tzn. PFC jest integralną częścią zasilacza, a nie ulepszeniem innego projektu.

— Ignacio Vazquez-Abrams

@ IgnacioVazquez-Abrams: Czy to nie tylko duży kondensator lub cewka indukcyjna na końcu?

— Billy ONeal

Nie. Zasilacze wykorzystują aktywny PFC, który jest konwerterem prądu stałego na prąd stały, który śledzi przebieg napięcia prądu przemiennego i sprawia, że obciążenie wygląda na oporne w sieci zasilającej, wymuszając sinusoidalny prąd prądu przemiennego i fazę z napięciem.

— Adam Lawrence

Myślę, że dobra odpowiedź na to pytanie powinna uwzględniać różnicę między współczynnikiem mocy przesunięcia a współczynnikiem mocy odkształcenia .

— Li-aung Yip

Odpowiedzi:

To nie tyle przypadek wyprzedzenia, albo opóźnienia. W przypadku zasilacza innego niż PFC obwód składa się z prostownika mostkowego, a następnie dużego kondensatora luzem. Czapka ładuje się i opada między cyklami linii prądu przemiennego. Podczas potencjalnie dużej części cyklu linii prądu przemiennego mostek nie przewodzi, ponieważ napięcie na czapce jest nadal wyższe niż rektyfikowane napięcie linii prądu przemiennego. Tuż przy szczycie linii napięcie sieciowe przekracza napięcie maksymalne i cały prąd przepływa do górnej granicy podczas tego małego kąta przewodzenia.

Nie wygląda więc ściśle indukcyjnie ani pojemnościowo, ale generuje duże harmoniczne linii. To właśnie regulują standardy „korekcji współczynnika mocy”. To nie jest tak naprawdę współczynnik mocy, ale harmoniczne. Ogromne prądy szczytowe w porównaniu ze średnim poborem prądu stanowią problem dla mediów.

— John D.
źródło

Sugeruję przejście do wikipedii, aby uzyskać bardziej szczegółowe wyjaśnienia, mają one formuły i ładny wykres. Również „To nie jest tak naprawdę współczynnik mocy” jest trochę błędne: ogólnie współczynnik mocy jest definiowany jako połączenie współczynnika mocy przemieszczenia i współczynnika mocy odkształcenia.

— FrancoVS,

Przepraszamy, ale ta odpowiedź w ogóle nie opisuje zasilacza PC, nawet takiego bez PFC. Opisuje liniowy zasilacz. W SMPS (stosowanym we wszystkich zasilaczach do komputerów PC) ładowanie i rozładowywanie pojemności zbiorczej odbywa się przy częstotliwości przełączania zasilacza, a nie częstotliwości linii prądu przemiennego.

— Jamie Hanrahan,

@JamieHanrahan W jaki sposób może wystąpić ładowanie nasadki masowej przy częstotliwości przełączania? Ładowanie może nastąpić tylko wtedy, gdy linia prądu przemiennego jest powyżej napięcia maksymalnego. Podobnie rozładowanie następuje, gdy linia prądu przemiennego znajduje się poniżej napięcia masowego.

— John D

@JohnD Nie ma masowego ograniczenia tam, gdzie myślisz, że jest! SMPS typu PC ma prostownik pełnofalowy, a następnie przerywacz, który zamienia niefiltrowany prąd stały na około 30 kHz fali prostokątnej. To jest sygnał wejściowy do transformatora obniżającego, wynik jest prostowany FW, NASTĘPNIE pojawia się korek filtra. W sekcji freq linii nie ma w ogóle żadnego ograniczenia. (Tak, stare zasilacze inne niż PFC z przełącznikiem 110/220 używały kołpaka, ale było to w podwajaczu napięcia przed prostownikiem FW. Jest on omijany w pozycji 220). Heck, część całego punktu SMPS polega na uniknięciu znacznie większego limitu, który byłby potrzebny przy 50 lub 60 Hz.

— Jamie Hanrahan,

@JamieHanrahan nie podano wieku zasilacza komputera w Q ani w A. Każdy zasilacz ATX, który otworzyłem, miał prostownik mostkowy -> luki masowe -> część przełączania przełączania. Niektóre z nich miały automatyczne przełączanie napięcia, niektóre ręczne, a niektóre typowe współczesne specyfikacje 90-260VAC. Te ostatnie oczywiście wymagają nadmiernie określonych limitów wejściowych. Przez przypadek nie sądzę, że otworzyłem dostawę PFC ATX, nawet w celu wymiany wentylatora (co oznacza, że nie otworzyłem najnowszych modeli).

— Chris H

Wpisz opis zdjęcia tutaj

Powyższe zdjęcie pokazuje prosty zasilacz impulsowy inny niż PFC. Ten prawdopodobnie nie byłby używany jako zasilacz komputera, ponieważ ma niską moc, ale wystarczy zilustrować tę kwestię.

Sieć jest prostowana w celu naładowania kondensatora, a następnie ta wysokonapięciowa szyna DC służy do zasilania konwertera, który w tym przypadku jest prostym konwerterem flyback, ale istnieje kilka innych konstrukcji.

Kondensator jest tak dobrany, aby był wystarczająco duży, aby nie było na nim tętnienia: w rezultacie prostownik może przewodzić tylko w pobliżu szczytu sieci.

Wynikiem tego nie jest to, że prąd przewodzi lub opóźnia napięcie, ale że prąd jest niesinusoidalny ze szczytami prądu w pobliżu szczytów napięcia. Wprowadza to znaczne zniekształcenie harmoniczne.

Aby dodać PFC do większości zasilaczy, przed kondensatorem dodawany jest drugi stopień, który kształtuje prąd zgodnie z kształtem napięcia sieciowego. Zazwyczaj jest to konwerter doładowania, jak pokazano poniżej.

Wpisz opis zdjęcia tutaj

— Warren Hill
źródło