Što je napajanje s aktivnim PFC modulom za korekciju faktora snage.

Šta je PFC i zašto je potreban

Elektronskih uređaja

PFC( skraćenica za Korekcija faktora snage)- prevedeno kao "korekcija faktora snage", nalazi se i naziv "kompenzacija reaktivne snage".

Zapravo, faktor ili faktor snage je omjer aktivne snage (snage koju napajanje neopozivo troši) prema ukupnoj, tj. na vektorsku sumu aktivne i jalove snage. U stvari, faktor snage (ne treba ga brkati sa efikasnošću!) je omjer korisne i primljene snage, i što je bliži jedinici, to bolje.

PFC dolazi u dvije varijante - pasivno i aktivno.
Prilikom rada, sklopno napajanje bez ikakvog dodatnog PFC-a troši struju iz mreže u kratkim impulsima, približno koji se poklapaju sa vrhovima sinusoida mrežnog napona.

Najjednostavniji i stoga najčešći je tzv pasivni PFC, što je konvencionalna prigušnica relativno velike induktivnosti, povezana na mrežu u seriji sa napajanjem.

Pasivni PFC donekle izglađuje trenutne impulse, rastežući ih tokom vremena - međutim, za ozbiljan utjecaj na faktor snage potrebna je prigušnica visoke induktivnosti, čije dimenzije ne dopuštaju da se instalira unutar napajanja (računar ili TV). set, nema razlike). Tipični faktor snage PSU-a sa pasivnim PFC-om je samo oko 0,75.

Active PFC je još jedno prekidačko napajanje, štoviše, povećanje napona.
Vrlo često se naziva i "swaping" ili "prekondey"
Kao što vidite, oblik struje koju troši napajanje sa aktivnim PFC-om, vrlo se malo razlikuje od potrošnje konvencionalnog otpornog opterećenja - rezultirajući faktor snage takve jedinice može doseći 0,95 ... 0,98 kada radi pri punom opterećenju.

Istina, kako se opterećenje smanjuje, faktor snage se smanjuje, minimalno pada na otprilike 0,7 ... 0,75 - odnosno na nivo blokova sa pasivni PFC. Međutim, treba napomenuti da je vršna potrošnja struje jedinica sa aktivni PFC ipak, čak i pri maloj snazi, ispada da jesu primetno manje nego svi ostali blokovi.

pored toga aktivni PFC pruža faktor snage blizak idealnom, pa, za razliku od pasivnog, poboljšava rad napajanja - dodatno stabilizuje ulazni napon glavnog stabilizatora jedinice - jedinica postaje osjetno manje osjetljiva na nizak mrežni napon, a pri korištenju aktivni PFC, blokovi sa univerzalnim napajanjem 110...230V, ne zahtijevaju ručno prebacivanje mrežnog napona.

Takvi PSU-ovi imaju specifičnu karakteristiku - njihov rad u kombinaciji sa jeftinim UPS-ovima koji daju stepenasti signal kada rade na baterije može dovesti do kvarova na računalu, pa proizvođači preporučuju korištenje UPS-ova Smart klase u takvim slučajevima, koji uvijek emituju sinusni signal.

Također korištenje aktivnog PFC-a poboljšava odziv napajanja tokom kratkotrajnih (djelića sekunde) padova mrežnog napona - u takvim trenucima jedinica radi zahvaljujući energiji kondenzatora visokonaponskog ispravljača, čija je efikasnost više nego udvostručena . Još jedna prednost korištenja aktivnog PFC-a je niži nivo visokofrekventnih smetnji na izlaznim linijama, tj. ovakvi izvori napajanja se preporučuju za upotrebu u PC-u sa perifernim uređajima dizajniranim za rad sa analognim audio/video materijalom.

A sada malo teorije

Uobičajeni, klasični, 220V AC naponski ispravljački krug sastoji se od diodnog mosta i kondenzatora za izravnavanje. Problem je u tome što je struja punjenja kondenzatora impulsne prirode (trajanje reda veličine 3mS) i kao rezultat toga, jako velika struja.

Na primjer, za PSU s opterećenjem od 200W, prosječna struja iz mreže od 220V bit će 1A, a impulsna struja će biti 4 puta veća. Ako postoji mnogo takvih izvora napajanja i (ili) su moćniji? ... tada će struje biti jednostavno lude - ožičenje, utičnice neće izdržati, a struju ćete morati platiti više, jer se jako vodi računa o kvaliteti trenutne potrošnje.

Na primjer, u velikim postrojenjima postoje posebne kondenzatorske jedinice za "kosinusnu" kompenzaciju. U modernoj kompjuterskoj tehnologiji suočili su se sa istim problemima, ali niko neće instalirati višekatne konstrukcije, a otišli su drugim putem - stavili su poseban element u napajače kako bi smanjili "puls" potrošene struje - PFC.

Različite vrste su razdvojene bojama:

• crvena - obična PSU bez PFC-a,
• žuta - avaj, "običan PSU sa pasivnim PFC",
• zeleno - PSU sa pasivnim PFC-om dovoljne induktivnosti.

Model prikazuje procese kada je napajanje uključeno i kratkotrajni pad kroz 250mS. Veliki skok napona s pasivnim PFC-om nastaje zbog previše energije pohranjene u induktoru kada se kondenzator za izravnavanje puni. Za borbu protiv ovog efekta, PSU se postupno uključuje - prvo se otpornik spoji u seriju s induktorom kako bi se ograničila početna struja, a zatim je kratko spojen.

Za PSU bez PFC-a ili sa dekorativnim pasivnim PFC-om, ovu ulogu ima poseban termistor sa pozitivnim otporom, tj. njegov otpor se jako povećava kada se zagrije. S velikom strujom, takav se element vrlo brzo zagrijava i struja se smanjuje, a zatim se hladi zbog smanjenja struje i nema utjecaja na krug. Dakle, termistor obavlja svoje ograničavajuće funkcije samo pri vrlo visokim startnim strujama.

Za pasivne PFC, impuls struje uključivanja nije tako velik i termistor često ne ispunjava svoju ograničavajuću funkciju. U normalnim, velikim pasivnim PFC-ima, osim termistora, ugrađeno je i posebno kolo, ali u "tradicionalnim", dekorativnim, to nije slučaj.

I prema grafikonima. Dekorativni pasivni PFC daje skok napona, koji može dovesti do kvara strujnog kruga PSU, prosječni napon je nešto manji nego u slučaju bez_PFC, a prilikom kratkotrajnog nestanka struje, napon opada za veći iznos nego bez_PFC. Nasuprot jasnom pogoršanju dinamičkih svojstava. Normalni pasivni PFC takođe ima svoje karakteristike. Ako ne uzmemo u obzir početni prenapon, koji se nužno mora kompenzirati slijedom uključivanja, onda možemo reći sljedeće:

Izlazni napon se smanjio. To je tačno, jer nije jednako vršnom ulazu, kao kod prva dva tipa napajanja, već onom "djelujućem". Razlika između vrha i struje jednaka je korijenu iz dva.
Mreškanje izlaznog napona je mnogo manje, jer dio funkcija glađenja ide na gas.
- Pad napona u slučaju trenutnog nestanka struje je također manji iz istog razloga.
- Nakon kvara, slijedi nalet. Ovo je vrlo značajan nedostatak i glavni je razlog zašto pasivni PFC nisu uobičajeni. Do ovog prenapona dolazi iz istog razloga iz kojeg se javlja pri uključivanju, ali u slučaju početnog uključivanja, poseban sklop može nešto ispraviti, ali je to mnogo teže učiniti u radu.
- S kratkotrajnim gubitkom ulaznog napona, izlaz se ne mijenja tako oštro kao u drugim opcijama PSU. Ovo je veoma vredno, jer. kontrolno kolo PSU vrlo uspješno radi sporu promjenu napona i neće biti smetnji na izlazu PSU-a.

Za druge varijante jedinice za napajanje, s takvim padovima, sigurno će doći do smetnji na izlazima jedinice za napajanje, što može utjecati na pouzdanost rada. Koliko su česti kratki nestanci struje? Prema statistikama, 90% svih nestandardnih situacija sa mrežom od 220V događa se upravo u takvom slučaju. Glavni izvor nastanka je uključivanje u elektroenergetski sistem i priključenje moćnih potrošača.

Slika pokazuje efikasnost PFC-a u smanjenju strujnih impulsa:

Za PSU bez PFC-a, struja dostiže 7,5 A, pasivni PFC ga smanjuje za 1,5 puta, a normalan PFC smanjuje struju mnogo više.

Šta je napajanje sa aktivnim PFC modulom za korekciju faktora snage?

1. PFC (korekcija faktora snage)

   Uobičajeni, klasični, 220V AC naponski ispravljački krug sastoji se od diodnog mosta i kondenzatora za izravnavanje. Problem je u tome što je struja punjenja kondenzatora impulsne prirode (trajanje reda veličine 3mS) i kao rezultat toga, jako velika struja. Na primjer, za PSU s opterećenjem od 200W, prosječna struja iz mreže od 220V bit će 1A, a impulsna struja će biti 4 puta veća. Ako postoji mnogo takvih izvora napajanja i (ili) su moćniji? ..onda će struje biti prosto lude - ožičenje, utičnice neće izdržati, a struju ćete morati platiti više, jer se jako vodi računa o kvaliteti trenutne potrošnje. Na primjer, u velikim postrojenjima postoje posebne kondenzatorske jedinice za "kosinusnu" kompenzaciju. U modernoj kompjuterskoj tehnologiji suočili su se sa istim problemima, ali niko neće instalirati višekatne konstrukcije, a otišli su drugim putem - stavili su poseban element u napajače kako bi smanjili "puls" potrošene struje - PFC. Ugrađen je između ispravljača i kondenzatora, ograničava struju u amplitudi i rasteže se u vremenu. PFC su pasivni i aktivni, što je određeno elementom prigušenja.

2. Ne znam sigurno, ali usput je to ugrađeni filter za buku u mreži. Odnosno, takvom računaru nije potreban mrežni filter.
3. PFC (Power Factor Correction) je preveden kao korekcija faktora snage, također poznat kao kompenzacija reaktivne snage.
4. Konvencionalno prekidačko napajanje se napaja sinusoidom (isti ona koja ima 220V) preko ispravljača (most) sa kapacitivnim opterećenjem. Stoga je potrošena struja daleko od sinusoidne, ima oblik kratkih vrhova koji se nalaze na vrhovima sinusoida. Odnosno, sa stanovišta teorije kola, on je nelinearni element, i uzrokuje jake smetnje (harmonici 50 Hz) koje se emituju u mrežu. S velikim brojem takvih opterećenja, normalan rad transformatorske podstanice je također poremećen - gubici se povećavaju, efikasnost se smanjuje. PFC je dodatni pretvarač koji napaja ispravljač bez kapacitivnog opterećenja (pulsirajući napon na 100Hz) i isporučuje istosmjerni napon iz kojeg se već napaja glavni pretvarač. Prednost takvog kruga je u tome što je potrošena struja blizu sinusoidi, nivo buke se smanjuje i transformator radi u normalnom režimu. Nedostatak je složenost i cijena. Obično se takvi sklopovi nalaze u napojnim jedinicama velike snage, u rasponu od stotina vati, uključujući pretvarače za asinhrone motore koji su sada popularni.
5. PFC (Power Factor Correction) je preveden kao korekcija faktora snage, također poznat kao kompenzacija reaktivne snage. Najjednostavniji i stoga najčešći je takozvani pasivni PFC, koji je konvencionalna prigušnica relativno velike induktivnosti, povezana u mrežu serijski sa napajanjem.
   Aktivni PFC je još jedno prekidačko napajanje koje povećava napon.
   aktivni PFC, za razliku od pasivnog, poboljšava rad napajanja - dodatno stabilizira ulazni napon glavnog stabilizatora bloka; blok postaje primjetno manje osjetljiv na nizak mrežni napon; također, kada se koristi aktivni PFC, blokovi sa univerzalno napajanje od 110 ... koje zahtijeva ručno prebacivanje mrežnog napona. (Ovakvi PSU-ovi imaju specifičnu karakteristiku; njihov rad u kombinaciji sa jeftinim UPS-ovima (neprekidnim napajanjem) koji emituju stepenasti signal kada rade na baterije može dovesti do kvarova računara, pa proizvođači preporučuju korištenje UPS-ova Smart klase u takvim slučajevima)
   Također, upotreba aktivnog PFC-a poboljšava odziv napajanja tokom kratkotrajnih (djelića sekunde) padova napona u mreži u takvim trenucima, jedinica radi zahvaljujući energiji visokonaponskih ispravljačkih kondenzatora, čija je efikasnost je više nego udvostručen. Još jedna prednost korištenja aktivnog PFC-a je niži nivo visokofrekventnog šuma na izlaznim vodovima, odnosno takva napajanja se preporučuju za korištenje u PC-u s periferijama dizajniranim za rad sa analognim audio/video materijalom.

Odmah moram reći da je članak dizajniran za jednostavnog korisnika PC-a, iako je bilo moguće ući u akademske detalje.
Uprkos činjenici da dijagrami nisu moji, dajem opis isključivo „na svoju ruku“, koji ne tvrdi da je jedini ispravan, već ima za cilj da „na prste“ objasni rad tako neophodnog uređaja kao što je napajanje računara.

Potreba da se udubim u rad APFC-a pojavila se 2005. godine, kada sam imao problem sa proizvoljnim restartovanjem računara. Kupio sam kompjuter u "sapunastoj" firmi ne upuštajući se u suptilnosti. Servis nije pomogao: radi u kompaniji, ali se ponovo pokreće za mene. Shvatio sam da je red da se naprežem... Ispostavilo se da je problem u kućnoj mreži koja je uveče potonula u skokovima do 160V! Počeo sam tražiti krug, povećavajući kapacitet ulaznih kondenzatora, pustio sam ga malo, ali nisam riješio problem. U procesu traženja informacija vidio sam čudna slova APFC i PPFC u nazivima blokova u cjenovnicima. Kasnije sam saznao da imam PPFC i odlučio sam da kupim jedinicu sa APFC-om, zatim sam uzeo i besprekidno napajanje. Počeli su drugi problemi - neprekidno napajanje se prekida kada se sistemska jedinica uključi i mreža nestane, sliježu ramenima u servisu. Vratio sam ga, kupio 3 puta jaci, i dalje radi bez problema.

Podijelit ću s vama svoje iskustvo i nadam se da ćete biti zainteresirani da saznate nešto više o komponenti sistemske jedinice - PSU, kojoj je nepravedno dodijeljena gotovo posljednja uloga u radu računara.

Napajanja FSP Epsilon 1010 su kvalitetni i pouzdani uređaji, ali s obzirom na probleme naših mreža i druge nezgode, ponekad i pokvare. Šteta je izbaciti takav blok, a popravci se mogu približiti cijeni novog. Ali postoje male stvari, eliminišući koje, možete ih vratiti u život.

Kako izgleda FSP Epsilon 1010:

Najvažnije je razumjeti princip rada i razložiti blok na kosti.

Navest ću primjer fragmenata dijagrama tipičnog FSP Epsilon bloka, koje sam iskopao u mreži. Dijagrame je ručno sastavila vrlo vrijedna i kompetentna osoba koja ih je ljubazno stavila na javni uvid:

1. Glavna šema:
Slika 1:
Link do pune veličine: s54.radikal.ru/i144/1208/d8/cbca90320cd9.gif

2. Dijagram APFC kontrolera:
Slika 2:
Link do pune veličine: i082.radikal.ru/1208/88/0f01a4c58bfc.gif

Modifikacije napajanja ove serije razlikuju se po broju elemenata (dodatno su zalemljeni u istu ploču), ali princip rada je isti.

Dakle, šta je APFC?

PFC je korekcija faktora snage (PFC) je proces dovođenja potrošnje krajnjeg uređaja s niskim faktorom snage kada se napaja iz AC mreže u stanje u kojem faktor snage zadovoljava prihvaćene standarde. Ako ga pokažete na tri prsta, izgleda ovako:

Pokrenuli smo napajanje, kondenzatori su se počeli puniti - vrh potrošnje struje poklopio se s vrhom AC sinusnog vala 220V 50Hz (previše je lijen za crtanje). Zašto podudaranje? I kako će se oni puniti na "0" volti bliže vremenskoj osi? Nema šanse! Vrhovi će biti u svakom polutalasu sinusoida, pošto se ispred kondenzatora nalazi diodni most.
- opterećenje jedinice je povuklo struju i ispraznilo kondenzatore;
- kondenzatori su se počeli puniti i vrhovi potrošnje struje su se ponovo pojavili na vrhovima sinusoida.

I to, vidimo "ježa", koji je dobio sinusoidu, i koji umjesto konstantne potrošnje "vuče" struju kratkim skokovima u uskim vremenskim trenucima. I šta je strašno, pusti se da se vučeš, kažeš. I ovdje je Baskervilski pas preturao: ovi vrhovi preopterećuju električne instalacije i čak mogu dovesti do požara s nominalno izračunatim poprečnim presjekom žice. A ako uzmemo u obzir da postoji više blokova u mreži? Da, i malo je vjerojatno da će se elektroničkim uređajima koji rade na istoj mreži svidjeti takva "piljena" mreža sa smetnjama. Štoviše, s deklariranom snagom PSU-a, platit ćete više za svjetlo, jer su vaše mrežne žice u stanu (kancelariji) već opterećenje. Postavlja se zadatak da se vrhovi potrošnje struje sruše u vremenu u pravcu padova sinusoida, odnosno da se približi privid linearnosti i rastereti ožičenje.

PPFC- pasivna korekcija faktora snage. To znači da se ispred jedne mrežne žice PSU nalazi masivni induktor, čiji je zadatak da snizi vrhove potrošnje struje tokom punjenja kondenzatora, uzimajući u obzir nelinearna svojstva induktora (tj. struja kroz njega zaostaje za naponom koji se na njega primjenjuje - sjetite se škole). To izgleda ovako: na maksimumu sinusoide, kondenzator bi trebao biti napunjen i čeka ovo, ali loša sreća - stavili su prigušnicu ispred njega. Ali induktor nije u potpunosti zabrinut za ono što kondenzatoru treba - na njega je primijenjen napon i nastaje struja samoindukcije koja je usmjerena u suprotnom smjeru. Dakle, induktor sprečava punjenje kondenzatora na vrhu ulazne sinusoide - u vrhu mreže, a kondenzator se prazni. Čudno, zar ne? Zar to nije ono što smo hteli? Sada se sinusoid smanjuje, ali prigušnica se ponaša kao i većina ljudi ovdje: (imamo - ne cijenimo, gubimo - žalimo) ponovo se pojavljuje struja samoindukcije, samo što se već poklapa sa opadajućom strujom , koji puni kondenzator. Šta imamo: na vrhuncu - ništa, na kvarovima - naboj! Zadatak izvršen!
Upravo na ovaj način radi PPFC kolo povlačeći vrhove potrošnje struje u padove sinusoide (uzlazni i silazni dijelovi) sa samo jednim prigušivačem. Faktor snage je blizu 0,6. Nije loše, ali nije savršeno.

APFC- korekcija aktivnog faktora snage. To znači korištenje elektroničkih komponenti koje zahtijevaju napajanje. U ovom napajanju postoje zapravo dva izvora napajanja: prvo je stabilizator od 410V, drugo je obično klasično prekidačko napajanje. Ovo ćemo razmotriti u nastavku.

APFC i kako funkcionira.

Slika 3:

Upravo smo došli do principa korekcije aktivnog faktora snage, pa ćemo neke točke odmah odrediti za sebe. Pored glavne svrhe (aproksimacija linearnosti trenutne potrošnje tokom vremena), APFC rješava trijedinstveni problem i ima sljedeće karakteristike:

Napajanje sa APFC sastoji se od dva bloka: prvi je stabilizator od 410 V (sam APFC), drugi je konvencionalno klasično prekidačko napajanje.
- APFC shema daje faktor snage od oko 0,9. To je ono čemu težimo - do "1".
- APFC kolo radi na frekvenciji od oko 200KHz. Slažem se, povući struju 200.000 puta u sekundi u odnosu na 50 Hz - to je gotovo u svakom trenutku vremena, odnosno linearno.
- APFC kolo osigurava stabilan konstantan napon na izlazu od oko 410V i radi od 110 do 250V (u praksi od 40V). To znači da industrijska mreža praktički ne utječe na rad unutarnjih stabilizatora.

Rad kruga:

Princip rada APFC-a temelji se na akumulaciji energije u induktoru i njenom naknadnom vraćanju na opterećenje.
Kada se napajanje primjenjuje kroz induktor, njegova struja zaostaje za naponom. Kada se napon ukloni, javlja se fenomen samoindukcije. Dakle, napajanje to pojede, a kako se napon samoindukcije može približiti dvostruko primijenjenom - evo vam posla od 110V! Zadatak APFC kola je da dozira struju kroz induktor sa zadatom tačnošću tako da izlaz uvek ima napon od 410V, bez obzira na opterećenje i ulazni napon.

Na slici 3 vidimo DC - izvor konstantnog napona nakon mosta (nije stabilizovan), induktor za skladištenje L1, tranzistorski prekidač SW1, kojim upravlja komparator i PWM. Kolo je na prvi pogled napravljeno prilično hrabro, budući da ključ zapravo pravi kratak spoj u utičnici u trenutku otvaranja, ali ćemo to oprostiti s obzirom da se krug odvija mikrosekundama na frekvenciji od 200.000 puta u sekundi. Ali u slučaju kvarova u upravljačkom krugu ključa, sigurno ćete ga čuti, pa čak i pomirisati, ili ćete možda vidjeti kako tipke za napajanje izgaraju u takvom krugu.

1. Tranzistor SW1 je otvoren, struja teče do opterećenja kao i prije kroz induktor od "+ DC" - "L1" - "SW2" - "RL" do "-DC". Ali induktor se opire kretanju struje (počinje samoindukcija), dok se energija akumulira u induktoru L1 - napon na njemu raste gotovo do istosmjernog napona, jer je to kratki spoj (iako za djelić vremena ( dok je sve u redu).Dioda SW2 sprečava pražnjenje kondenzatora C1 kada se tranzistor otvori.
2. Tranzistor SW1 zatvoren ... napon na opterećenju će biti jednak zbiru napona izvora DC1 i induktora L1, koji je upravo primijenjen na izvor i izbacio struju samoindukcije s obrnutim polaritetom. Magnetno polje induktora, koji nestaje, preći će ga, izazivajući na njemu EMF samoindukcije suprotnog polariteta. Sada struja samoindukcije ima jedan smjer sa strujom koja nestaje izvora (kraj samoindukcije). Samoindukcija - fenomen pojave indukcijske EMF u električnom kolu kao rezultat promjene jačine struje.
Dakle, u trenutku samoindukcije nakon što se tranzistor zatvori, naš dodatak na 410V dobija se zbog dodavanja energije iz induktora. Zašto dodatak? Sjetite se škole, koliko će biti na izlazu mosta sa kondenzatorom, ako je ulaz 220v? Tako je, 220V puta korijen od dva (1,41421356) = 311V. Ovako bi to bilo bez rada APFC šeme. Tako je na mjestu gdje čekamo 410V, dok radi samo dežurna +5V a sama jedinica ne radi. Sad nema smisla voziti APFC, dežurnom će ionako dosta njena 2 Ampera.
Sve ovo je strogo kontrolirano od strane upravljačkog kruga koristeći povratnu informaciju od 410V tačke. Nivo samoindukcije reguliše se vremenom otvaranja tranzistora, odnosno vremenom akumulacije energije L1 je stabilizacija širine impulsa. Zadatak APFC-a je da održi 410V stabilnim na izlazu kada se vanjski faktori mreže i promijene opterećenje.

Tako ispada da u napajanju sa APFC postoje dva izvora napajanja: stabilizator od 410V i samo klasično napajanje.

Obaranje ovisnosti pikova potrošnje struje o pikovima sinusoide osigurava se prenošenjem ovih pikova na frekvenciju APFC kola - 200.000 puta u sekundi, koja se približava linearnoj potrošnji struje u svakom trenutku sinusoida 50Hz 220V. Q.E.D.

Prednosti APFC-a:
- faktor snage oko 0,9;
- rad iz bilo koje hirovite mreže 110 - 250V, uključujući nestabilnu ruralnu;
- otpornost na buku:
- visok koeficijent stabilizacije izlaznih napona zbog stabilnog ulaza 410V;
- faktor talasanja niskog izlaznog napona;
- male veličine filtera, jer je frekvencija oko 200 kHz.
- visoka ukupna efikasnost bloka.
- male smetnje u industrijskoj mreži;
- visok ekonomski efekat u plaćanju električne energije;
- električna instalacija je rasterećena;
- u preduzećima i telekomunikacionim organizacijama koje imaju 60V stanične baterije, možete uopšte bez UPS-a za napajanje kritičnih servera - samo priključite jedinicu u 60V zagarantovano strujno kolo bez promene bilo čega i ne poštujući polaritet (koji nije). To će omogućiti da se od onih nesretnih 15 minuta rada od UPS-a povuče do 10 sati od staničnih baterija, kako se cijeli sistem upravljanja ne bi srušio u slučaju da se dizel ne upali. I mnogi ne obraćaju pažnju na to ili nisu razmišljali o tome dok se dizel motor jednom ne uvrijedi ... Sva oprema će nastaviti da radi, ali neće biti ništa za kontrolu, jer će se računari isključiti za 15 minuta . Proizvođač predstavlja radni raspon od 90 - 265V zbog nedostatka standarda snage kao što su 60V varijable, ali praktična granica rada dobivena je na 40V, nije imalo smisla provjeravati u nastavku.
Ponovo pažljivo pročitajte pasus i procijenite mogućnosti svojih izvora neprekidnog napajanja za kritične servere!

APFC nedostaci:
- Cijena;
- Poteškoće u dijagnostici i popravci;
- skupi dijelovi (tranzistori - oko 5 dolara po komadu, a ponekad ih ima i do 5), često se troškovi popravka ne opravdavaju;
- problemi zajedničkog rada sa izvorima neprekidnog napajanja (UPS) zbog velike udarne struje. Morate odabrati UPS sa dvostrukom rezervom snage.

A sada pogledajmo krug napajanja FSP Epsilon 1010 na sl. 12.

U FSP Epsilon 1010, APFC dio snage predstavljaju tri tranzistora HGTG20N60C3 sa strujom od 45A i naponom od 600V, koji stoje paralelno: www.fairchildsemi.com/ds/HG/HGT1S20N60C3S.pdf
Na našem tipičnom dijagramu postoje 2 Q10, Q11, ali to ne mijenja suštinu. Naš blok je jednostavno moćniji. FPC OUT signal dolazi od 12. kraka CM6800G čipa do 12. pina kontrolnog modula na slici 2. Dalje kroz otpornik R8 za kapije ključeva. Ovako se upravlja APFC-om. APFC kontrolno kolo se napaja od +15V radne sobe preko optokaplera M5, otpornik R82 - 8pin CB (A). Ali počinje tek nakon što se blok pokrene na opterećenje PW-ON signalom (zelena žica 24-pinskog konektora na masu).

Tipični kvarovi:

Simptomi:
- pregoreo fitilj sa pamukom;
- blok "uopšte ne diše" ni nakon zamjene osigurača, što je još gore. Dakle, šteta prijeti da se pretvori u skuplju popravku.

dijagnoza: kvar APFC kola.

tretman:
Teško je pogriješiti u dijagnosticiranju kvara APFC kola.
Općenito je prihvaćeno da se blok s APFC-om može pokrenuti bez APFC-a ako ne uspije. A mi ćemo to računati, pa čak i provjeriti, posebno kada su u pitanju opasni eksperimenti sa skupim tranzistorima HGT1S20N60C3S. Lemimo tranzistore.
Jedinica radi dobro ako je problem bio samo u APFC krugu, ali morate razumjeti da će napajanje izgubiti do 30% i da se ne može pustiti u rad - samo provjerite. Pa, onda već mijenjamo tranzistore na nove, ali jedinicu uključujemo u seriju kroz žarulju sa žarnom niti od 220V 100W. Blok se učitava, na primjer, na stari HDD. Ako lampa dogori do poda i HDD se pokrene (dodirnite ga prstima), ventilator se okreće na jedinici - postoji šansa da je popravka gotova. Počinjemo bez lampe sa vrijednošću osigurača smanjenom za 3 puta. I sad nije u plamenu? Pa, onda lemimo izvorni F1 i idemo na sat vremena testiranja pod ekvivalentnim opterećenjem od 300-500 vati! Lampa koja gori pri punoj užarenosti govori vam o potpunom otvaranju ključnih tranzistora ili njihovom mrtvom stanju, tražimo problem ispred njih.
Ako u nekoj fazi nismo imali sreće, vraćamo se novoj kupovini tranzistora, a ne zaboravljajući kupiti i CM6800G kontroler. Mijenjamo detalje, ponavljamo sve ponovo. Ne zaboravite vizualno pregledati cijelu ploču!

Simptomi:
- jedinica se uključuje svaki drugi put ili kada je uključena u mrežu 5 minuta;
- Imate neispravan HDD niotkuda;
- ventilatori se okreću, ali sistem se ne pokreće, BIOS ne pišti pri pokretanju;
- nabrekli kondenzatori na matičnoj ploči, video kartici;
- sistem se nasumično ponovo pokreće, zamrzava.

dijagnoza: suhi elektrolitski kondenzatori.

tretman:
- rastavite jedinicu i vizualno pronađite nabrekle kondenzatore;
- najbolje rješenje je promijeniti sve na nove, a ne samo natečene;

Do neuspeha u startovanju dolazi zbog isušenih kondenzatora u dežurnoj prostoriji C43, C44, C45, C49;
Kvarovi komponenti nastaju zbog povećanja mreškanja u krugu od +5V, +12V zbog sušenja filterskih kondenzata.

Simptomi:
- jedinica zviždi ili škripi;
- ton zvižduka se mijenja pod opterećenjem;
- jedinica zviždi samo kada je hladna ili vruća.

dijagnoza: Pukotine na štampanoj ploči ili nelemljeni elementi.

tretman:
- rastaviti blok;
- vizuelno pregledati štampanu ploču na mestima lemljenja ključnih tranzistora i filter prigušnica da li ima ovalnih pukotina na mestu lemljenja;
- ako se ništa ne pronađe, onda i dalje lemimo noge energetskih elemenata.
- provjerite i uživajte u tišini.

Postoji veliki broj drugih kvarova, do unutrašnjih lomova ili kvarova između okreta, pukotina na ploči i dijelovima itd. Temperaturni kvarovi su posebno neugodni kada radi dok se ne zagrije ili ohladi.
Napajanja drugih proizvođača imaju sličan princip rada, što će vam omogućiti da pronađete i riješite problem.

Za kraj, nekoliko savjeta o BP-u:
1.Nikada ne isključujte ispravan APFC izvor napajanja! Prvo parkirajte sistem, a zatim isključite ili isključite produžni kabel - inače ćete završiti igru...
U slučaju nestanka struje u trenutku rada jedinice, luk se rasteže i dolazi do iskrenja, što dovodi do hrpe harmonika koji nisu 50Hz - ovog puta napon se smanjuje i APFC prekidači pokušavaju održati stabilan napon na izlazu, pri potpunom otvaranju i na duže vrijeme izaziva još veću struju i luk je dva. To dovodi do kvara otvorenih tranzistora s ogromnim strujama i nekontroliranim harmonijskim naponima - to su tri. Ovo je lako provjeriti ako želite. Osobno sam već provjerio ... sada sam napisao ovaj članak i potrošio 25 dolara na popravke. Također možete napisati svoje. Inače, u FSP Epsilon 1010, dugme na kućištu ne isključuje žicu za napajanje, već upravljački sistem, dok svi elementi napajanja ostaju pod naponom - budite oprezni! Stoga, ako zaista trebate hitno isključiti računalo, onda to učinite tipkom za napajanje na jedinici - ovdje je sve osmišljeno.

2. Ako unapred znate da ćete raditi sa neprekidnim napajanjem, onda kupite napajanje sa PPFC. Ovo će vam uštedjeti nepotrebne probleme.

U priči sam se trudio da ne dajem nepotrebne grafikone, dijagrame, formule i tehničke termine, kako u petom redu ne bih uplašio običnog mučitelja svog PC-a, dublje razumijevanje osnova čije ishrane će produžiti njegov radni vijek .

Sada je vrijeme da rastavite sistemsku jedinicu i odredite model vašeg napajanja, a istovremeno istresite prašinu s njega. Već ste spriječili jedan kvar. Čist, on će zahvalno služiti duže. Podmažite ventilator, i ovo je dobrodošlo.

Ko je pročitao članak do kraja - hvala svima!
Sada je vaša PSU sigurna.

PFC- ovo je korekcija faktora snage, što se prevodi sa engleskog. kao "Korekcija faktora snage" nalazi se i naziv "Kompenzacija reaktivne snage".
U odnosu na prekidačka napajanja, ovaj izraz označava prisustvo u napajanju odgovarajućeg skupa elemenata kola, koji se još naziva i "PFC". Ovi uređaji su dizajnirani da smanje reaktivnu snagu koju troši napajanje. Napajanja bez PFC stvaraju snažan impulsni šum na mreži za paralelno povezane električne uređaje.
Za kvantificiranje unesenih distorzija i smetnji postoji faktor snage (KM ili faktor snage). Zapravo, faktor (ili faktor snage) je omjer aktivne snage (snage koju neopozivo troši napajanje) prema ukupnoj, tj. na vektorsku sumu aktivne i jalove snage. U stvari, faktor snage (ne treba ga brkati sa efikasnošću!) je omjer korisne i primljene snage, i što je bliži jedinici, to bolje.

Sorte PFC-a

PFC dolazi u dvije varijante - pasivni i aktivni.
Najjednostavniji i stoga najčešći je tzv pasivni PFC. Pasivni PFC se izrađuju na reaktivnom elementu - prigušnici. Nažalost, da bi se postigla prihvatljiva efikasnost, njegove dimenzije su srazmerne dimenzijama transformatorske verzije ovog izvora napajanja, što nije ekonomski isplativo. Velike geometrijske dimenzije induktora se dobijaju jer mora raditi na frekvenciji od 50Hz (tačnije 100Hz zbog udvostručenja frekvencije nakon ispravljanja) i ne može biti manja od odgovarajućeg transformatora za istu snagu. Vrlo često se u jedinici za napajanje, pod znakom "pasivni PFC", krije vrlo mali prigušnik. Tačnije, ne može postojati prigušnica dovoljne veličine zbog vrlo ograničenog prostora u slučaju ovog PSU-a. Takav dekorativni PFC može pokvariti dinamičke performanse PSU-a ili uzrokovati nestabilan rad.

Active PFC je još jedno prekidačko napajanje, štoviše, povećanje napona.
Osim što aktivni PFC daje faktor snage blizu idealnog, za razliku od pasivnog, poboljšava rad napajanja - dodatno stabilizira ulazni napon glavnog stabilizatora bloka - blok postaje osjetno manje osjetljiv na smanjeni mrežni napon, takođe kada se koristi aktivni PFC blokovi sa univerzalnim napajanjem 110...230V se prilično lako razvijaju, koji ne zahtevaju ručno prebacivanje mrežnog napona.
Također, upotreba aktivnog PFC-a poboljšava odziv napajanja tokom kratkotrajnih (djelića sekunde) padova napona u mreži - u takvim trenucima jedinica radi zahvaljujući energiji visokonaponskih ispravljačkih kondenzatora, efikasnosti što je više nego udvostručeno. Još jedna prednost korištenja aktivnog PFC-a je niži nivo visokofrekventnih smetnji na izlaznim vodovima, tj. ovakvi izvori napajanja se preporučuju za upotrebu u PC-u sa perifernim uređajima dizajniranim za rad sa analognim audio/video materijalom.

Međunarodne organizacije i PFC

Međunarodna elektrotehnička komisija (IEC) ili IEC (Međunarodna elektrotehnička komisija) i Međunarodna organizacija za standardizaciju ili ISO (Međunarodna organizacija za standardizaciju) postavljaju ograničenja za sadržaj i nivoe harmonika u ulaznoj struji sekundarnih izvora napajanja. Upotreba električnih uređaja koji ne zadovoljavaju standarde ovih organizacija zabranjena je u mnogim zemljama, pa ozbiljni proizvođači opreme moraju biti svjesni toga.

Dobar dan prijatelji!

Sigurno su mnogi od vas vidjeli misteriozna slova "PFC" na napajanju računara. Recimo odmah da najvjerovatnije neće biti ovih slova na najjeftinijim blokovima. Želiš li da ti kažem ovu strašnu tajnu? Obrati pažnju!

Šta je PFC?

PFC je akronim za korekciju faktora snage. Prije dešifriranja ovog pojma, prisjetimo se koje vrste moći postoje.

Aktivna i reaktivna snaga

Čak i na školskom kursu fizike rečeno nam je da snaga može biti aktivna i reaktivna.

Aktivna snaga obavlja koristan rad, posebno se oslobađa u obliku topline.

Klasični primjeri su željezo i žarulja sa žarnom niti. Pegla i sijalica su gotovo čisto aktivno opterećenje, napon i struja na takvom opterećenju su u fazi.

Ali postoji i opterećenje s reaktivnošću - induktivno (elektromotori) i kapacitivno (kondenzatori). U reaktivnim kolima postoji fazni pomak između struje i napona, takozvani kosinus φ (Phi).

Struja može zaostajati za naponom (u induktivnom opterećenju) ili je voditi (u kapacitivnom opterećenju).

Reaktivna snaga ne proizvodi koristan rad, već samo visi od generatora do opterećenja i obrnuto, beskorisno zagrijavanje žica .

To znači da ožičenje mora imati marginu.

Što je veći fazni pomak između struje i napona, to se više energije troši na žice.

Reaktivna snaga u napajanju

U računaru, nakon ispravljačkog mosta, nalaze se kondenzatori dovoljno velikog kapaciteta. Dakle, postoji komponenta reaktivne snage. Ako se računar koristi kod kuće, obično nema problema. Reaktivna snaga se ne bilježi konvencionalnim brojilom električne energije u domaćinstvu.

Ali u zgradi u kojoj je instalirano stotinu ili hiljadu kompjutera mora se voditi računa o reaktivnoj snazi!

Tipična vrijednost kosinusa Phi za napajanje računara bez korekcije je oko 0,7, tj. ožičenje se mora izračunati sa marginom snage od 30%.

Međutim, stvar nije ograničena na prekomjerno opterećenje žica!

U samom izvoru napajanja struja teče kroz ulaz visokog napona u obliku kratkih impulsa. Širina i amplituda ovih impulsa mogu varirati ovisno o opterećenju.

Velika amplituda struje negativno utječe na visokonaponske kondenzatore i diode, smanjujući njihov vijek trajanja. Ako se ispravljačke diode odaberu "leđa uz leđa" (što je čest slučaj kod jeftinih modela), tada se dodatno smanjuje pouzdanost cjelokupnog napajanja.

Kako se vrši korekcija faktora snage?

Za borbu protiv svih ovih pojava koriste se uređaji koji povećavaju faktor snage.

Dijele se na aktivne i pasivne.

Pasivni PFC krug je prigušnica povezana između ispravljača i visokonaponskih kondenzatora.

Prigušnica je induktivnost koja ima reaktivni (tačnije, složeni) otpor.

Priroda njegove reaktivnosti je suprotna kapacitivnosti kondenzatora, tako da postoji određena kompenzacija. Induktivnost induktora sprečava porast struje, strujni impulsi su blago rastegnuti, njihova amplituda se smanjuje.

Međutim, kosinus φ se neznatno povećava i nema velikog povećanja reaktivne snage.

Za značajniju naknadu, prijavite se aktivni PFC kola.

Aktivno kolo podiže kosinus φ na 0,95 i više. Aktivno kolo sadrži pojačani pretvarač baziran na induktoru (prigušnici) i sklopnim elementima snage, kojima upravlja poseban kontroler. Induktor povremeno pohranjuje energiju, a zatim je odaje.

Na izlazu PFC-a nalazi se filterski elektrolitički kondenzator, ali manjeg kapaciteta. Napajanje sa aktivnim PFC-om manje je osjetljivo na kratkotrajne „padove“ napona napajanja i, što je prednost. Međutim, korištenje aktivnog kola povećava cijenu dizajna.

U zaključku, napominjemo da se prisustvo PFC-a u određenoj jedinici napajanja može identificirati slovima “PFC” ili “Active PFC”. Međutim, može biti slučajeva da natpisi nisu tačni.

O prisutnosti pasivnog kruga možete nedvosmisleno suditi po prisutnosti prilično teškog leptira za gas, a aktivnog po prisutnosti još jednog radijatora s elementima napajanja (trebalo bi biti tri ukupno).

To je to, prijatelji! Napajanje kompjutera je lukavo, zar ne?

Sve najbolje!

Vidimo se na blogu!