نوع pfc فعال یا غیرفعال است. PFC چیست؟ انطباق مدارهای استاندارد برای وظایف ما

تکنولوژی تبدیل

معرفی

در دهه های اخیر، تعداد وسایل الکترونیکی مورد استفاده در خانه، ادارات و محیط های تولیدی به طور چشمگیری افزایش یافته است و اکثر دستگاه ها از منابع تغذیه سوئیچینگ استفاده می کنند. چنین منابعی اعوجاج جریان هارمونیک و هارمونیک ایجاد می کنند که بر سیم کشی برق و وسایل الکتریکی متصل به آن تأثیر منفی می گذارد. این تأثیر نه تنها در انواع مختلف بیان می شود دخالتبر عملکرد دستگاه های حساس، بلکه در گرم شدن بیش از حد خط خنثیهنگامی که جریان در بارهای با اجزای هارمونیک قابل توجه خارج از فاز با ولتاژ، جریان در سیم خنثی (که در بار متقارن، عملا، صفر است) ممکن است به یک مقدار بحرانی افزایش یابد.

کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی (IEC) و سازمان اروپایی استانداردسازی الکتروتکنیکی (CENELEC) استانداردهای IEC555 و EN60555 را پذیرفته اند که محدودیت هایی را برای محتوای هارمونیک ها تعیین می کند. جریان ورودیمنابع تغذیه ثانویه، بارهای الکترونیکی لامپ های فلورسنت، درایورهای موتور جریان مستقیمو دستگاه های مشابه

یکی از موثرترین راه ها برای حل این مشکل استفاده از تصحیح کننده های ضریب توان PFC ( ضریب قدرتتصحیح). در عمل، این بدان معنی است که تقریبا هر دستگاه الکترونیکیبا مبدل های پالس، یک مدار PFC ویژه باید گنجانده شود تا از کاهش یا سرکوب کامل هارمونیک های جریان اطمینان حاصل شود.

تصحیح ضریب توان

یک منبع تغذیه سوئیچینگ معمولی از یکسوساز شبکه، یک خازن صاف کننده و یک مبدل ولتاژ تشکیل شده است. چنین منبعی فقط زمانی برق مصرف می کند که ولتاژ تامین شده از یکسو کننده به خازن صاف کننده بیشتر از ولتاژ دو طرف آن (خازن) باشد که برای حدود یک چهارم دوره اتفاق می افتد. در بقیه زمان ها، منبع برق از شبکه مصرف نمی کند، زیرا بار توسط یک خازن تغذیه می شود. این منجر به این واقعیت می شود که قدرت توسط بار فقط در اوج ولتاژ گرفته می شود، جریان مصرفی به شکل یک پالس کوتاه است و شامل مجموعه ای از اجزای هارمونیک است (شکل 1 را ببینید).

منبع تغذیه ثانویه که دارای اصلاح ضریب توان است، جریانی با اعوجاج هارمونیک کم مصرف می کند، به طور یکنواخت تر از شبکه برق می گیرد، دارای ضریب تاج (نسبت) مقدار دامنهجریان به مقدار rms آن) کمتر از یک منبع اصلاح نشده است. تصحیح ضریب توان مصرف جریان RMS را کاهش می دهد، که به شما امکان می دهد دستگاه های بیشتری را بدون ایجاد جریان اضافه در شبکه خود به یک پریز متصل کنید (شکل 2 را ببینید).

ضریب قدرت

ضریب توان PF پارامتری است که اعوجاج های ایجاد شده توسط بار (در مورد ما منبع تغذیه ثانویه) در شبکه AC را مشخص می کند. دو نوع اعوجاج وجود دارد - هارمونیک و غیر خطی. اعوجاج هارمونیک توسط یک بار راکتیو ایجاد می شود و یک تغییر فاز بین جریان و ولتاژ است. اعوجاج هارمونیک توسط بارهای "غیرخطی" به شبکه وارد می شوند. این اعوجاج به صورت انحراف شکل موج جریان یا ولتاژ از یک سینوسی بیان می شود. چه زمانی اعوجاج هارمونیکضریب توان کسینوس اختلاف فاز بین جریان و ولتاژ یا نسبت توان فعال به کل توان مصرفی از شبکه است. برای اعوجاج غیر خطیضریب توان برابر است با کسری از توان اولین جزء هارمونیک جریان در کل توان مصرفی دستگاه. می توان آن را نشانگر میزان مصرف یکنواخت دستگاه برق از برق در نظر گرفت.

به طور کلیضریب توان حاصل ضرب کسینوس اختلاف فاز بین ولتاژ و جریان و کسینوس زاویه بین بردار اساسی و بردار است. جریان کل... استدلال ارائه شده در زیر به این تعریف منجر می شود. جریان موثر در بار فعال به شکل زیر است:

I 2 eff = I 2 0 + I 2 1 eff + SI 2 ne eff,

جایی که I 2 neff یک جزء ثابت است (در مورد ولتاژ سینوسی برابر با صفر است)، I 2 1 eff هارمونیک اساسی است و در زیر علامت مجموع کمترین هارمونیک ها قابل توجه هستند. هنگام کار بر روی یک بار راکتیو، یک جزء واکنشی در این عبارت ظاهر می شود و به شکل زیر است:

I 2 eff = I 2 0 + (I 2 1 eff (P) + I 2 1 eff (Q)) + SI 2 ne eff. توان اکتیو میانگینی است که در یک دوره از توان تخصیص یافته به یک بار فعال می باشد.

می توان آن را به عنوان حاصل ضرب ولتاژ موثر و جزء فعال جریان P = U eff H I 1 eff (P) نشان داد. از نظر فیزیکی، این انرژی آزاد شده به شکل گرما در واحد زمان است مقاومت فعال... توان راکتیو به عنوان حاصل ضرب ولتاژ موثر و مولفه جریان راکتیو درک می شود: Q = U eff Ch I 1 eff (Q). معنای فیزیکی انرژی است که دو بار در هر دوره از ژنراتور به بار و دو بار از بار به ژنراتور پمپ می شود. توان کل را حاصل ضرب ولتاژ موثر و کل می نامند جریان موثر: S = U eff Ch I eff (کل). در صفحه مختلط، می توان آن را به عنوان مجموع بردارهای P و Q نشان داد، که از آن می توانید وابستگی I 2 = I 1eff (کل) cos j را مشاهده کنید، جایی که j زاویه بین بردارهای P و Q است که همچنین تفاوت فاز بین جریان و ولتاژ در مدار را مشخص می کند.

با توجه به موارد فوق، تعریف ضریب توان را به دست می آوریم:

PF = P / S = (I 1eff cos j) / (I eff (کل)).

لازم به ذکر است که نسبت (I 1eff) / (I eff (کل)) کسینوس زاویه بین بردارهای مربوط به ارزش موثر جریان کلو مقدار مؤثر اولین هارمونیک آن. اگر این زاویه را q تعیین کنیم، آنگاه عبارت ضریب توان به صورت PF = cos j H cos q می شود. وظیفه تصحیح ضریب توان این است که زاویه اختلاف فاز j بین ولتاژ و جریان و همچنین زاویه q اعوجاج های هارمونیک جریان مصرفی (یا به عبارت دیگر، آوردن شکل موج جریان را به صفر نزدیک کند. تا حد امکان به یک سینوسی نزدیک شده و تا آنجا که ممکن است تغییر فاز را جبران کند).

ضریب توان به عنوان یک کسر اعشاری بیان می شود که مقدار آن از 0 تا 1 متغیر است. مقدار ایده آل آن یک است (برای مقایسه، یک منبع تغذیه سوئیچینگ معمولی بدون اصلاح دارای مقدار ضریب توان حدود 0.65 است)، 0.95 مقدار خوبی است. ; 0.9 - رضایت بخش؛ 0.8 - رضایت بخش نیست. اعمال تصحیح ضریب توان می تواند ضریب توان دستگاه را از 0.65 به 0.95 افزایش دهد. مقادیر در محدوده 0.97 ... 0.99 کاملا واقعی هستند. در حالت ایده آل، زمانی که ضریب توان است برابر با یک است، دستگاه یک جریان سینوسی از شبکه با تغییر فاز صفر نسبت به ولتاژ (که مربوط به یک بار کاملاً مقاومتی با مشخصه جریان-ولتاژ خطی است) می گیرد.

تصحیح ضریب توان غیرفعال

روش تصحیح غیرفعال اغلب در دستگاه های ارزان قیمت کم مصرف استفاده می شود (که در آن الزامات سختبه شدت کمترین هارمونیک قابل توجه جریان). تصحیح غیرفعال به مقدار ضریب توان حدود 0.9 دست می یابد. این در صورتی راحت است که منبع تغذیه قبلاً توسعه داده شده باشد ، فقط باید یک فیلتر مناسب ایجاد کرد و آن را در مدار ورودی قرار داد.

تصحیح ضریب توان غیرفعال شامل فیلتر کردن جریان مصرفی با فیلتر باند LC است. این روش چندین محدودیت دارد. یک فیلتر LC تنها زمانی می تواند به عنوان تصحیح کننده ضریب توان موثر باشد که ولتاژ، فرکانس و بار در یک محدوده باریک متفاوت باشد.... از آنجایی که فیلتر باید در منطقه کار کند فرکانس های پایین(50/60 هرتز)، اجزای آن بزرگ، سنگین و فاکتور کیفیت پایین(که همیشه قابل قبول نیست). اولاتعداد مولفه ها در رویکرد غیرفعال بسیار کمتر است و بنابراین MTBF بیشتر است. و دوما، با تصحیح غیرفعال، تداخل الکترومغناطیسی و تماسی کمتری نسبت به اصلاح فعال ایجاد می شود.

تصحیح ضریب توان فعال

یک اصلاح کننده ضریب توان فعال باید سه شرط را برآورده کند:

1) شکل جریان مصرفی باید تا حد امکان نزدیک به سینوسی و - "در فاز" با ولتاژ باشد. مقدار لحظه ای جریان مصرفی از منبع باید متناسب با ولتاژ لحظه ای شبکه باشد.

2) توان گرفته شده از منبع باید ثابت بماند حتی اگر ولتاژ شبکه تغییر کند. به این معنی که وقتی ولتاژ شبکه کاهش می یابد، جریان بار باید افزایش یابد و بالعکس.

3) ولتاژ در خروجی تصحیح کننده PFC نباید به بزرگی بار بستگی داشته باشد. با کاهش ولتاژ در بار، جریان عبوری از آن باید افزایش یابد و بالعکس.

چندین طرح وجود دارد که می توان برای اجرای تصحیح ضریب توان فعال استفاده کرد. در حال حاضر محبوب ترین مدار "مبدل تقویت کننده" است. این طرح تمام الزامات را برآورده می کند منابع معاصرتغذیه. اولا، به شما امکان می دهد در شبکه ها با معانی مختلفولتاژ تغذیه (از 85 تا 270 ولت) بدون محدودیت و هیچ گونه تنظیمات اضافی. دوما، کمتر در معرض انحرافات در پارامترهای الکتریکی شبکه (نوسانات ولتاژ یا قطعی کوتاه مدت) است. مزیت دیگر این طرح بیشتر است پیاده سازی سادهمحافظت در مقابل ولتاژ بیش از حد مجاز. یک مدار ساده شده "بالا مبدل" در شکل نشان داده شده است. 3.

اصل عملیات

اصلاح کننده استاندارد ضریب توان یک مبدل AD / DC با مدولاسیون مدولاسیون عرض پالس (PWM) است. مدولاتور یک کلید قدرتمند (معمولا ماسفت) را کنترل می کند که ولتاژ مستقیم یا تصحیح شده شبکه را به دنباله ای از پالس ها تبدیل می کند و پس از اصلاح، ولتاژ ثابتی در خروجی به دست می آید.

نمودارهای زمان بندی عملیات تصحیح کننده در شکل نشان داده شده است. 4. هنگامی که کلید ماسفت روشن است، جریان در چوک به صورت خطی افزایش می یابد - در حالی که دیود بسته است، و خازن C2 به بار تخلیه می شود. سپس، هنگامی که ترانزیستور خاموش می شود، ولتاژ دو سوی سلف، دیود را "باز" ​​می کند و انرژی ذخیره شده در سلف، خازن C2 را شارژ می کند (و همزمان بار را تامین می کند). در مدار فوق (برخلاف منبع بدون تصحیح) خازن C1 ظرفیت کمی دارد و برای فیلتر کردن کار می کند. تداخل فرکانس بالا... فرکانس تبدیل 50 ... 100 کیلوهرتز است. در ساده ترین حالت، مدار با یک چرخه کاری ثابت کار می کند. راه هایی برای افزایش کارایی تصحیح با تغییر دینامیکی چرخه کار (تطبیق چرخه با پوشش ولتاژ از یکسو کننده برق) وجود دارد.

مدار "بالا مبدل" می تواند در آن کار کند سه حالت: مداوم , گسستهو به اصطلاح " حالت هدایت بحرانی". V گسستهحالت در طول هر دوره، جریان چوک زمان دارد تا به صفر "افت کند" و پس از مدتی دوباره شروع به افزایش می کند و در مداوم- جریان، بدون داشتن زمان برای رسیدن به صفر، دوباره شروع به افزایش می کند. حالت هدایت بحرانیکمتر از دو مورد قبلی استفاده می شود. اجرای آن دشوارتر است. معنی آن این است که ماسفت در لحظه ای که جریان چوک می رسد باز می شود مقدار صفر... این حالت تنظیم ولتاژ خروجی را آسان تر می کند.

انتخاب حالت بستگی به توان خروجی مورد نیاز منبع تغذیه دارد. در دستگاه های با توان بیش از 400 وات از حالت پیوسته و در دستگاه های کم مصرف از حالت گسسته استفاده می شود. تصحیح ضریب توان فعال به شما امکان می دهد تا مقادیر 0.97 ... 0.99 را با THD (Total Harmonic Distortion) در محدوده 0.04 ... 0.08 به دست آورید.

منابع تغذیه خطی و سوئیچینگ

بیایید با اصول اولیه شروع کنیم. منبع تغذیه کامپیوتر شما سه عملکرد دارد. ابتدا جریان متناوب منبع تغذیه خانگی باید به جریان مستقیم تبدیل شود. وظیفه دوم واحد منبع تغذیه کاهش ولتاژ 110-230 ولت است که برای الکترونیک رایانه بیش از حد است به مقادیر استاندارد مورد نیاز مبدل های برق. اجزای فردی PC، - 12 ولت، 5 ولت و 3.3 ولت (و همچنین ولتاژهای منفی، که کمی بعد در مورد آنها صحبت خواهیم کرد). در نهایت PSU نقش تثبیت کننده ولتاژ را ایفا می کند.

دو نوع اصلی از منابع تغذیه وجود دارد که این عملکردها را انجام می دهند - خطی و سوئیچینگ. ساده ترین واحد منبع تغذیه خطی مبتنی بر یک ترانسفورماتور است که ولتاژ AC به مقدار لازم کاهش می یابد و سپس جریان توسط یک پل دیودی اصلاح می شود.

با این حال، PSU نیز برای تثبیت ولتاژ خروجی مورد نیاز است که هم به دلیل ناپایداری ولتاژ در شبکه خانگی و هم به دلیل افت ولتاژ در پاسخ به افزایش جریان در بار است.

برای جبران افت ولتاژ، در یک منبع تغذیه خطی، پارامترهای ترانسفورماتور به گونه‌ای محاسبه می‌شود که توان اضافی را تامین کند. سپس در جریان زیاد در بار، ولتاژ مورد نیاز مشاهده خواهد شد. با این حال، اضافه ولتاژکه بدون هیچ گونه جبرانی برای جریان های بار کم رخ دهد نیز غیرقابل قبول است. اضافه ولتاژ با اضافه کردن بار غیر مفید به مدار حذف می شود. در ساده ترین حالت، این یک مقاومت یا ترانزیستور است که از طریق دیود زنر متصل شده است. در یک ترانزیستور پیشرفته تر، ترانزیستور توسط یک ریزمدار با یک مقایسه کنترل می شود. همانطور که ممکن است، نیروی اضافی به سادگی به شکل گرما از بین می رود، که بر کارایی دستگاه تأثیر منفی می گذارد.

در مدار منبع تغذیه پالسی، متغیر دیگری ایجاد می شود که ولتاژ خروجی به آن بستگی دارد، علاوه بر دو مورد موجود: ولتاژ ورودی و مقاومت بار. در سری با بار یک کلید (که در مورد مورد علاقه ما یک ترانزیستور است) وجود دارد که توسط یک میکروکنترلر در حالت کنترل می شود. مدولاسیون عرض پالس(PWM). هر چه مدت زمان حالت های باز ترانزیستور نسبت به دوره آنها بیشتر باشد (این پارامتر چرخه وظیفه نامیده می شود، در اصطلاح روسی از مقدار معکوس استفاده می شود - چرخه کار)، ولتاژ خروجی بالاتر است. منبع تغذیه سوئیچینگ به دلیل وجود سوئیچ، منبع تغذیه سوئیچ شده (SMPS) نیز نامیده می شود.

هیچ جریانی از ترانزیستور بسته عبور نمی کند و مقاومت ترانزیستور باز در حالت ایده آل ناچیز است. در واقع یک ترانزیستور باز دارای مقاومت است و مقداری از توان را به صورت گرما از بین می برد. علاوه بر این، انتقال بین حالت های یک ترانزیستور به طور ایده آل گسسته نیست. با این حال، راندمان یک منبع جریان سوئیچینگ می تواند از 90٪ تجاوز کند، در حالی که راندمان یک PSU خطی با یک تثبیت کننده در بهترین موردبه 50 درصد می رسد.

یکی دیگر از مزایای سوئیچینگ منابع تغذیه کاهش شدید اندازه و وزن ترانسفورماتور در مقایسه با منابع تغذیه خطی با همان توان است. مشخص است که هرچه فرکانس جریان متناوب در سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور بیشتر باشد، اندازه هسته مورد نیاز و تعداد دورهای سیم پیچ کمتر می شود. بنابراین، ترانزیستور کلید در مدار نه بعد، بلکه قبل از ترانسفورماتور قرار می گیرد و علاوه بر تثبیت ولتاژ، برای به دست آوردن جریان متناوب استفاده می شود. فرکانس بالا(برای منابع تغذیه کامپیوتر، این از 30 تا 100 کیلوهرتز و بالاتر است، و به عنوان یک قاعده - حدود 60 کیلوهرتز). ترانسفورماتوری که در فرکانس الکتریکی 50-60 هرتز کار می کند، برای توان مورد نیاز یک کامپیوتر استاندارد، ده برابر بزرگتر خواهد بود.

منابع تغذیه خطی امروزه عمدتاً در مورد دستگاه‌های کم مصرف استفاده می‌شوند، زمانی که الکترونیک نسبتاً پیچیده مورد نیاز برای منبع تغذیه سوئیچینگ در مقایسه با یک ترانسفورماتور هزینه حساس‌تری دارد. اینها به عنوان مثال منبع تغذیه 9 ولت هستند که برای پدال های جلوه های گیتار و یک بار برای کنسول های بازیاما شارژرهای تلفن های هوشمند در حال حاضر کاملاً ضربه ای هستند - در اینجا هزینه ها توجیه می شود. با توجه به دامنه موج دار شدن ولتاژ به میزان قابل توجهی در خروجی، منابع تغذیه خطی نیز در مناطقی که این کیفیت مورد تقاضا است استفاده می شود.

⇡ نمودار کلی یک منبع تغذیه ATX

BP کامپیوتر رومیزییک منبع تغذیه سوئیچینگ است که ورودی آن با ولتاژ منبع تغذیه خانگی با پارامترهای 110/230 ولت 50-60 هرتز عرضه می شود و در خروجی تعدادی خط جریان مستقیم وجود دارد که خط اصلی آن دارای یک نامی است. مقدار 12، 5 و 3.3 ولت. علاوه بر این، PSU ولتاژ -12 و یک بار ولت -5 مورد نیاز برای گذرگاه ISA را فراهم می کند. اما دومی در مقطعی از استاندارد ATX به دلیل خاتمه پشتیبانی از خود ISA حذف شد.

در نمودار ساده شده یک منبع تغذیه پالسی استاندارد ارائه شده در بالا، چهار مرحله اصلی قابل تشخیص است. به همین ترتیب، اجزای منبع تغذیه را در بررسی ها در نظر می گیریم، یعنی:

1. فیلتر EMI - تداخل الکترومغناطیسی (فیلتر RFI)؛
2. مدار اولیه - یکسو کننده ورودی، ترانزیستورهای کلیدی (سوئیچر) که جریان متناوب فرکانس بالا را در سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور ایجاد می کنند.
3. ترانسفورماتور اصلی؛
4. مدار ثانویه - یکسو کننده های جریان از سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور (یکسو کننده ها)، صاف کردن فیلترها در خروجی (فیلتر کردن).

⇡ فیلتر EMI

فیلتر در ورودی PSU برای سرکوب دو نوع تداخل الکترومغناطیسی عمل می کند: دیفرانسیل (حالت دیفرانسیل) - زمانی که جریان تداخل وارد می شود. طرف های مختلفدر خطوط برق، و حالت مشترک - زمانی که جریان در یک جهت جریان می یابد.

نویز دیفرانسیل توسط یک خازن CX (خازن فیلم زرد بزرگ در عکس بالا) که به موازات بار متصل شده است، سرکوب می شود. گاهی اوقات یک چوک اضافه بر روی هر سیمی که عملکرد یکسانی را انجام می دهد (نه در نمودار) آویزان می شود.

فیلتر حالت مشترک توسط خازن های CY (خازن های سرامیکی قطره ای آبی در عکس)، در یک نقطه مشترک که خطوط برق را به زمین وصل می کند و غیره تشکیل می شود. چوک حالت مشترک (LF1 در نمودار)، جریان در دو سیم پیچ آن در یک جهت جریان می یابد، که مقاومت در برابر نویز حالت مشترک ایجاد می کند.

در مدل های ارزان قیمت نصب می کنند مجموعه حداقلقطعات فیلتر، در طرح های توصیف شده گران تر، پیوندهای تکرار شونده (کاملا یا جزئی) را تشکیل می دهند. در گذشته، PSU ها اغلب بدون فیلتر EMI یافت می شدند. اکنون این یک استثنای عجیب است، اگرچه با خرید یک منبع تغذیه بسیار ارزان، هنوز هم می توانید با چنین شگفتی روبرو شوید. در نتیجه، نه تنها و نه چندان خود رایانه آسیب می بیند، بلکه سایر تجهیزات موجود در شبکه خانگی - منابع تغذیه ضربه ای منبع قدرتمنددخالت.

در قسمت فیلتر یک PSU خوب، می توانید چندین قسمت را پیدا کنید که از خود دستگاه یا صاحب آن در برابر آسیب محافظت می کند. تقریبا همیشه ساده ترین ها وجود دارد فیوزبرای محافظت در برابر مدار کوتاه(F1 در نمودار). توجه داشته باشید که وقتی فیوز منفجر می شود، جسم محافظت شده دیگر منبع تغذیه نیست. اگر اتصال کوتاه رخ دهد، به این معنی است که ترانزیستورهای کلیدی قبلاً شکسته اند و حداقل جلوگیری از احتراق سیم کشی برق مهم است. اگر فیوز در واحد منبع تغذیه به طور ناگهانی بسوزد، تغییر آن به یک جدید به احتمال زیاد بی معنی است.

محافظت در برابر کوتاه مدتافزایش ولتاژ با استفاده از وریستور (MOV - Metal Oxide Varistor). اما هیچ وسیله ای برای محافظت در برابر افزایش طولانی مدت ولتاژ در منابع تغذیه رایانه وجود ندارد. این عملکرد توسط تثبیت کننده های خارجی با ترانسفورماتور خود در داخل انجام می شود.

خازن در PFC بعد از یکسو کننده می تواند پس از قطع شدن از منبع تغذیه، شارژ قابل توجهی را نگه دارد. برای اینکه فردی که انگشت خود را به کانکتور برق فرو می کند دچار برق گرفتگی نشود، یک مقاومت تخلیه بزرگ (مقاومت بلدر) بین سیم ها نصب می شود. در یک نسخه پیچیده تر - همراه با یک مدار کنترل که از نشت شارژ در حین کار دستگاه جلوگیری می کند.

به هر حال، وجود فیلتر در منبع تغذیه رایانه شخصی (و در منبع تغذیه مانیتور و تقریباً هر فناوری رایانههمچنین وجود دارد) به این معنی است که خرید یک "محافظ برق" جداگانه به جای یک سیم کشی معمولی، به طور کلی، بی فایده است. درونش همین را دارد. تنها شرط در هر صورت یک سیم کشی معمولی سه پین ​​با زمین است. در غیر این صورت، خازن های CY، متصل به زمین، به سادگی نمی توانند عملکرد خود را انجام دهند.

⇡ یکسو کننده ورودی

پس از فیلتر، جریان متناوب با استفاده از یک پل دیودی به جریان مستقیم تبدیل می شود - معمولاً به عنوان یک مجموعه در یک محفظه مشترک. رادیاتور جداگانه برای خنک کردن پل بسیار قدردانی می شود. یک پل متشکل از چهار دیود مجزا یکی از ویژگی های منبع تغذیه ارزان است. همچنین می توانید بپرسید که پل برای چه جریانی طراحی شده است تا مشخص شود که آیا با توان خود PSU مطابقت دارد یا خیر. اگرچه، به عنوان یک قاعده، حاشیه خوبی برای این پارامتر وجود دارد.

⇡ بلوک PFC فعال

در مدار جریان متناوب با بار خطی (مانند لامپ رشته ای یا اجاق برقی)، جریان جریان از همان موج سینوسی ولتاژ پیروی می کند. اما این مورد در مورد دستگاه هایی که دارای یکسو کننده ورودی هستند، مانند منابع تغذیه سوئیچینگ، صدق نمی کند. منبع تغذیه جریان را در پالس های کوتاهی عبور می دهد که تقریباً از نظر زمانی با پیک های ولتاژ سینوسی (یعنی حداکثر ولتاژ لحظه ای) همزمان است، زمانی که خازن صاف کننده یکسو کننده شارژ می شود.

سیگنال جریان تحریف شده علاوه بر سینوسی دامنه داده شده (سیگنال ایده آلی که با بار خطی رخ می دهد) به چندین نوسان هارمونیک تجزیه می شود.

قدرتی که برای ارتکاب استفاده می شود کار مفید(که در واقع گرمایش اجزای رایانه شخصی است)، در مشخصات واحد منبع تغذیه نشان داده شده است و فعال نامیده می شود. نیروی باقیمانده تولید شده توسط ارتعاشات هارمونیکجریان را راکتیو می نامند. کار مفیدی ایجاد نمی کند، اما سیم ها را گرم می کند و بار روی ترانسفورماتورها و سایر تجهیزات برق وارد می کند.

مجموع بردار توان راکتیو و اکتیو توان ظاهری نامیده می شود. و نسبت توان اکتیو به توان کل را ضریب توان می نامند - نباید با راندمان اشتباه شود!

در منبع تغذیه پالسی، ضریب توان در ابتدا بسیار کم است - حدود 0.7. برای یک مصرف کننده خصوصی، توان راکتیو مشکلی نیست (خوشبختانه توسط کنتورهای برق در نظر گرفته نمی شود)، مگر اینکه از یو پی اس استفاده کند. در منبع تغذیه اضطراری همان سقوط می کند قدرت کاملبار. در مقیاس یک شبکه اداری یا شهری، توان راکتیو اضافی ایجاد شده توسط منابع تغذیه پالسی به طور قابل توجهی کیفیت منبع تغذیه را کاهش می دهد و باعث هزینه می شود، بنابراین آنها به طور فعال با آن مبارزه می کنند.

به طور خاص، اکثریت قریب به اتفاق منابع تغذیه کامپیوتر مجهز به مدار هستند تصحیح فعالضریب توان (PFC فعال). یک واحد PFC فعال را می توان به راحتی توسط یک خازن بزرگ و خفه کردن در پایین دست یکسو کننده شناسایی کرد. در اصل، Active PFC مبدل پالسی دیگری است که شارژ ثابت خازن را با ولتاژ حدود 400 ولت نگه می‌دارد. در این حالت، جریان برق در پالس‌های کوتاه مصرف می‌شود که عرض آن به گونه‌ای انتخاب می‌شود که سیگنال با یک موج سینوسی تقریب می شود - که برای شبیه سازی یک بار خطی لازم است. PFC منطق خاصی برای همگام سازی سیگنال مصرفی جریان با موج سینوسی ولتاژ دارد.

مدار فعال PFC شامل یک یا دو ترانزیستور کلیدی و یک دیود قدرتمند است که روی همان هیت سینک با ترانزیستورهای کلید مبدل منبع تغذیه اصلی قرار می گیرند. به طور معمول، کنترل کننده PWM کلید مبدل اصلی و کلید فعال PFC یک ریز مدار هستند (PWM / PFC Combo).

ضریب توان منابع تغذیه سوئیچینگ با PFC فعال به 0.95 و بالاتر می رسد. علاوه بر این، آنها یک مزیت اضافی دارند - آنها نیازی به کلید اصلی 110/230 ولت و دو برابر کننده ولتاژ مربوطه در داخل PSU ندارند. اکثر PFC ها می توانند ولتاژهای بین 85 تا 265 ولت را تحمل کنند. علاوه بر این، حساسیت PSU به افت ولتاژ کوتاه کاهش می یابد.

به هر حال، علاوه بر اصلاح فعال PFC، یک غیرفعال نیز وجود دارد که به نصب یک چوک القایی بزرگ به صورت سری با بار اشاره دارد. کارایی آن کم است و شما به سختی چنین چیزی را در یک منبع تغذیه مدرن پیدا خواهید کرد.

⇡ مبدل اصلی

اصل کلی عملکرد همه منابع تغذیه پالسی یک توپولوژی ایزوله (با یک ترانسفورماتور) یکسان است: ترانزیستور کلیدی (یا ترانزیستورها) یک جریان متناوب در سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور ایجاد می کند و کنترل کننده PWM چرخه وظیفه را کنترل می کند. تغییر آنها مدارهای خاص، با این حال، هم از نظر تعداد ترانزیستورهای کلیدی و سایر عناصر و هم در تعداد متفاوت هستند ویژگی های کیفی: کارایی، شکل سیگنال، نویز، و غیره. اما در اینجا بیش از حد به اجرای خاص بستگی دارد که ارزش تمرکز روی آن را داشته باشد. برای علاقه مندان مجموعه ای از نمودارها و جدولی را ارائه می دهیم که شناسایی آنها را در دستگاه های خاص با ترکیب قطعات ممکن می کند.

	ترانزیستورها	دیودها	خازن ها	پایه های سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور
تک ترانزیستور فوروارد	1	1	1	4
	2	2	0	2
	2	0	2	2
	4	0	0	2
	2	0	0	3

علاوه بر توپولوژی های ذکر شده، در منابع تغذیه گران قیمت، انواع تشدید کننده Half Bridge وجود دارد که به راحتی توسط یک سلف بزرگ اضافی (یا دو) و یک خازن که یک مدار نوسانی را تشکیل می دهد، شناسایی می شود.

تک ترانزیستور فوروارد

⇡ مدار ثانویه

مدار ثانویه هر چیزی است که بعد از سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور قرار دارد. در اکثر منابع تغذیه مدرن، ترانسفورماتور دارای دو سیم پیچ است: از یکی از آنها ولتاژ 12 ولت حذف می شود، از سوی دیگر - 5 ولت. جریان برای اولین بار با استفاده از مجموعه ای از دو دیود شاتکی - یک یا چند دیود در هر اتوبوس اصلاح می شود. در پر بارترین اتوبوس - 12 ولت - چهار مجموعه در PSU های قدرتمند وجود دارد. یکسو کننده های سنکرون که در آنها به جای دیود از ترانزیستورهای اثر میدانی استفاده می شود، از نظر راندمان کارایی بیشتری دارند. اما این حق امتیاز PSUهای واقعاً پیشرفته و گران قیمت است که مدعی گواهینامه 80 PLUS Platinum هستند.

ریل 3.3 ولتی معمولاً از همان سیم پیچی ریل 5 ولتی کشیده می شود، فقط ولتاژ با یک سلف اشباع پذیر (مگ آمپر) کاهش می یابد. سیم پیچ ترانسفورماتور 3.3 ولتی یک گزینه عجیب و غریب است. از ولتاژهای منفی در استاندارد فعلی ATX، تنها 12- ولت باقی می ماند که از سیم پیچ ثانویه زیر باس 12 ولت از طریق دیودهای مجزای جریان کم حذف می شود.

کنترل PWM کلید مبدل ولتاژ سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور و در نتیجه همه سیم پیچ های ثانویه را به یکباره تغییر می دهد. در عین حال، جریان مصرفی کامپیوتر به هیچ وجه به طور مساوی بین اتوبوس های منبع تغذیه توزیع نمی شود. در سخت افزار مدرن، شلوغ ترین باس 12 ولت است.

برای تثبیت جداگانه ولتاژها در اتوبوس های مختلف، اقدامات اضافی مورد نیاز است. روش کلاسیکبه معنای استفاده از خفه است تثبیت گروه... سه شین اصلی از سیم پیچ های آن عبور می کنند و در نتیجه اگر در یک شین جریان افزایش یابد، ولتاژ روی بقیه افت می کند. فرض کنید جریان در باس 12 ولت افزایش یافته است و برای جلوگیری از افت ولتاژ، کنترل کننده PWM سیکل کار ترانزیستورهای کلیدی را کاهش داده است. در نتیجه، ولتاژ گذرگاه 5 ولت می تواند از محدوده خارج شود، اما توسط خفه کننده تثبیت کننده گروه سرکوب شد.

ولتاژ روی ریل 3.3 ولت علاوه بر این توسط یک چوک قابل اشباع دیگر تنظیم می شود.

در نسخه پیشرفته تر، تثبیت جداگانه اتوبوس های 5 و 12 ولت به دلیل چوک های اشباع پذیر ارائه شده است، اما اکنون این طراحی در منابع تغذیه گران قیمت و با کیفیت جای خود را به مبدل های DC-DC داده است. V مورد دومترانسفورماتور دارای یک سیم پیچ ثانویه با ولتاژ 12 ولت است و ولتاژهای 5 ولت و 3.3 ولت از مبدل های DC / DC به دست می آید. این روش برای پایداری ولتاژ بسیار مطلوب است.

فیلتر خروجی

مرحله آخر در هر باس فیلتری است که موج ولتاژ ناشی از ترانزیستورهای سوئیچ را صاف می کند. علاوه بر این، ضربان های یکسو کننده ورودی، که فرکانس آن برابر با دو برابر فرکانس منبع تغذیه است، به مدار ثانویه واحد منبع تغذیه نفوذ می کند.

فیلتر ریپل شامل یک چوک و خازن است ظرفیت بزرگ... برای منابع تغذیه با کیفیت بالا، ظرفیت حداقل 2000 μF مشخص است، اما سازندگان مدل های ارزان قیمت در هنگام نصب خازن ها ذخیره ای برای صرفه جویی دارند، به عنوان مثال، نصف مقدار اسمی، که ناگزیر بر دامنه موج دار شدن تأثیر می گذارد.

⇡ غذای آماده به کار + 5VSB

توضیحات اجزای منبع تغذیه بدون ذکر منبع ولتاژ آماده به کار 5 ولت ناقص خواهد بود، که امکان خواب زمستانی رایانه شخصی را فراهم می کند و عملکرد همه دستگاه هایی را که باید همیشه روشن باشند، تضمین می کند. "Dzhurka" توسط یک مبدل پالس جداگانه با یک ترانسفورماتور کم مصرف تغذیه می شود. در برخی از منابع تغذیه، ترانسفورماتور سوم نیز در مدار استفاده می شود بازخوردبرای جداسازی کنترلر PWM از مدار اولیه مبدل اصلی. در موارد دیگر، این عملکرد توسط اپتوکوپلرها (LED و فوتوترانزیستور در یک بسته) انجام می شود.

⇡ روش برای تست منابع تغذیه

یکی از پارامترهای اصلی یک واحد منبع تغذیه، پایداری ولتاژ است که به اصطلاح منعکس می شود. مشخصه بار متقاطع KNX نموداری است که در آن جریان یا توان گذرگاه 12 ولتی در یک محور و کل جریان یا توان گذرگاه های 3.3 و 5 ولت در محور دیگر رسم می شود. در نقاط تقاطع برای مقادیر مختلف هر دو متغیر، انحراف ولتاژ از مقدار اسمی توسط یک باس خاص تعیین می شود. بر این اساس، ما دو KHX مختلف را منتشر می کنیم - برای ریل 12 ولت و برای ریل 5 / 3.3 ولت.

رنگ نقطه به معنای درصد انحراف است:

• سبز: ≤ 1%؛
• سبز روشن: ≤ 2%؛
• زرد: ≤ 3%؛
• نارنجی: ≤ 4%؛
• قرمز: ≤ 5%.
• سفید:> 5% (توسط ATX مجاز نیست).

برای بدست آوردن KNH از یک میز تست منبع تغذیه سفارشی استفاده می شود که به دلیل اتلاف گرما روی ترانزیستورهای قدرتمند اثر میدان بار ایجاد می کند.

یکی دیگر از تست های به همان اندازه مهم، تعیین دامنه امواج در خروجی PSU است. استاندارد ATX موجی را در محدوده 120 میلی ولت برای باس 12 ولت و 50 میلی ولت برای گذرگاه 5 ولتی مجاز می کند. امواج فرکانس بالا (در فرکانس دو برابر شده کلید مبدل اصلی) و فرکانس پایین (در دو برابر شدن) وجود دارد. فرکانس شبکه تامین).

ما این پارامتر را با استفاده از اسیلوسکوپ USB Hantek DSO-6022BE در حداکثر بار منبع تغذیه مشخص شده توسط مشخصات اندازه گیری می کنیم. در اسیلوگرام زیر، نمودار سبز مربوط به گذرگاه 12 ولت، زرد با 5 ولت است. می توان دید که ریپل در محدوده نرمال و حتی با حاشیه قرار دارد.

برای مقایسه، تصویری از ریپل در خروجی منبع تغذیه کامپیوتر قدیمی را ارائه می دهیم. این بلوک در ابتدا برجسته نبود، اما واضح است که هر از گاهی بهتر نشده است. با قضاوت بر اساس محدوده امواج فرکانس پایین (توجه داشته باشید که تقسیم ولتاژ جاروب به 50 میلی ولت افزایش یافته است تا نوسانات روی صفحه نمایش را تطبیق دهد)، خازن صاف کننده در ورودی قبلاً غیر قابل استفاده شده است. ریپل فرکانس بالا در اتوبوس 5 ولت در آستانه 50 میلی ولت مجاز است.

تست زیر بازده واحد را در بار از 10 تا 100 درصد تعیین می کند. قدرت نامی(با مقایسه توان خروجی با توان ورودی اندازه گیری شده با وات متر خانگی). برای مقایسه، نمودار معیارهای 80 دسته PLUS مختلف را نشان می دهد. با این حال، این روزها علاقه چندانی ایجاد نمی کند. نمودار نتایج PSU Corsair برتر در مقابل Antec بسیار ارزان را نشان می دهد، اما تفاوت آنچنان بزرگ نیست.

یک سوال مهم تر برای کاربر سر و صدای فن داخلی است. اندازه گیری مستقیم آن در نزدیکی پایه خروشان برای آزمایش واحد منبع تغذیه غیرممکن است، بنابراین ما سرعت چرخش پروانه را با سرعت سنج لیزری اندازه گیری می کنیم - همچنین در توان 10 تا 100٪. نمودار زیر نشان می دهد که در بار کم در این PSU، فن 135 میلی متری پایین می ماند و به سختی قابل شنیدن است. در حداکثر بار، نویز از قبل قابل تشخیص است، اما سطح آن هنوز کاملا قابل قبول است.

مقالات

مزایا و معایب یک منبع تغذیه فعال PFC

عملکرد پایدار یک کامپیوتر مستقیماً به ولتاژ کیفیتی که ما به آن عرضه می کنیم بستگی دارد. از آنجایی که بسیاری از ما قادر به کنترل کیفیت ولتاژ در شبکه نیستیم، اما با کمک یک منبع تغذیه جامد می توانیم خود را در برابر مشکلات ناخواسته بیمه کنیم.
بنابراین، پردازنده‌های چند هسته‌ای مدرن، کارت‌های ویدیویی (از قبل قرار دادن آنها به صورت جفت مد شده است)، دستگاه‌های USB مختلف (اغلب توسط رایانه تغذیه می‌شوند) ما را مجبور می‌کنند تا منابع تغذیه (PSU) بیشتر و قوی‌تری خریداری کنیم. در همین حال، تقریباً تمام PSU های مدرن مارک های معتبر با توان 450 وات یا بیشتر مجهز به دستگاه های تصحیح ضریب توان ( PFC - تصحیح ضریب توان).

PFC چیست و چه چیزی از آن بدست می آوریم؟

RFC غیرفعال

این ساده ترین و رایج ترین است و یک چوک معمولی با ظرفیت بزرگ (و اندازه) است که به صورت سری به منبع تغذیه متصل می شود. باید بگویم که او عملا مشکل را حل نمی کند و فضای زیادی را اشغال می کند.

PFC فعال

این منبع تغذیه سوئیچینگ دیگری با ولتاژ افزایش یافته است. ضریب قدرت حاصل از چنین واحدی در هنگام کار با بار کامل می تواند به 0.95 ... 0.98 برسد.
علاوه بر این واقعیت که PFC فعال یک ضریب توان نزدیک به ایده آل را فراهم می کند، همچنین عملکرد منبع تغذیه را بهبود می بخشد - علاوه بر این ولتاژ ورودی تثبیت کننده اصلی بلوک را تثبیت می کند: بلوک به طور قابل توجهی نسبت به کاهش شبکه حساس کمتر می شود. ولتاژ.
همچنین، هنگام استفاده از یک PFC فعال، ساخت بلوک هایی با منبع تغذیه جهانی 110 ... 230 ولت، که نیازی به تعویض دستی ولتاژ شبکه ندارند، بسیار آسان است.
همچنین، استفاده از یک PFC فعال پاسخ واحد منبع تغذیه را در هنگام افت ولتاژ شبکه کوتاه مدت (کسری از ثانیه) بهبود می بخشد - در چنین لحظاتی واحد با استفاده از انرژی خازن های یکسو کننده ولتاژ بالا کار می کند. مزیت دیگر استفاده از PFC فعال بیشتر است سطح پایینتداخل فرکانس بالا در خطوط خروجی، یعنی چنین منابع تغذیه برای استفاده در رایانه شخصی با لوازم جانبی طراحی شده برای کار با مواد صوتی / تصویری آنالوگ توصیه می شود.

به طور خلاصه، همه چیز به نفع استفاده از یک منبع تغذیه با PFC فعال است - این او است که بنزین با کیفیت بالا را برای رایانه های ما فراهم می کند!
یک مشکل پنهان که ما حتی در مورد آن نمی دانستیم: UPS برای منابع تغذیه با PFC فعال

بنابراین، شما یک کامپیوتر خریدید - برای منبع تغذیه و همه اینها پول دریغ نکردید. شما کار می کنید، بازی می کنید، همه چیز مرتب است - روح شاد می شود. متأسفانه، همه چیز آنطور که ما می‌خواهیم آسان و ساده نیست، زیرا شبکه ما ایده‌آل نیست، پس با نوسانات و افت برق مقابله خواهیم کرد.
خوب، شما می گویید همه چیز ساده است. یک یو پی اس (منبع تغذیه بدون وقفه - منبع تغذیه بدون وقفه) بخرید، یک مانیتور و یک واحد سیستم را به آن وصل کنید، و همیشه زمان برای خاموش کردن ویندوز خود خواهید داشت. نکته اصلی این است که قدرت UPS (معروف به UPS - منبع تغذیه بدون وقفه) با برق منبع تغذیه رایانه به علاوه مصرف انرژی مانیتور مطابقت دارد.
اما واقعیت این است که عملکرد یک منبع تغذیه با یک PFC فعال همراه با یک یو پی اس ارزان قیمت که هنگام کار با باتری سیگنال مرحله تولید می کند، می تواند منجر به نقص کامپیوتر شود، بنابراین سازندگان در چنین مواردی استفاده از UPS را توصیه می کنند. کلاس هوشمندکه همیشه یک سیگنال سینوسی خروجی می دهد.
یک نکته ظریف دیگر وجود دارد. همه یو پی اس ها به طور کلی به حالت آماده به کار، خط تعاملی و عملکرد پیوسته (آنلاین) تقسیم می شوند. برای دو مورد اول، زمان سوئیچینگ قدرت s شبکه خارجیروی باتری چند میلی ثانیه است و این در مورد منابع تغذیه معمولی کافی است. اما یک منبع تغذیه با PFC فعال در صورت قطع برق آنی و شدید مصرف برق را چندین برابر افزایش می دهد. در این حالت، منبع تغذیه اضطراری شما یا خاموش می شود یا می سوزد، و کامپیوتر به طور غیر طبیعی با تمام عواقب سخت افزاری، نرم افزاری و مالی ناشی از آن قطع می شود.

4 راه برای خروج از این وضعیت وجود دارد:

از آنجایی که شما یک منبع تغذیه خنک با جبران توان اکتیو خریداری کرده اید، و برق شما اغلب ناپدید می شود یا فقط می پرد (همانطور که در همه جای کشور ما وجود دارد، جایی که شبکه های برق برای کامپیوتری جهانی طراحی نشده اند)، و نمی توانید وجود را بدون وقفه صدا کنید. منبع تغذیه یک شاد، سپس یک راه حل مشکلات خود را انتخاب کنید.

1. ارزان ترین(اما همیشه قابل قبول نیست). منبع تغذیه را به یکی دیگر بدون PFC فعال تغییر دهید.

2. بدون UPS انجام دهید... این مملو از این واقعیت است که مادربرد می تواند بسوزد (هزینه های مالی)، سیستم می تواند پرواز کند (نصب مجدد آن زمان می برد)، اما بدتر از همه این است که پیچ را می توان پوشاند و تمام کارهای شما را می توان با آن پوشانید. یک حوض مسی درست قبل از تحویل به مشتری.

3. مطمئن ترین راه خروج(ارزان نیست، هزینه ها - از 300 دلار). خرید یو پی اس کارکرد مداوم (آنلاین). در چنین منابعی منبع تغذیه اضطراریفناوری تبدیل دوگانه ولتاژ اعمال می شود که فراهم می کند حفاظت عالی، چگونه کامپیوترهای معمولیو سرورها

مکانیزم تبدیل دو ولتاژ تمام اختلالات در شبکه منبع تغذیه را از بین می برد. یکسو کننده تبدیل می کند ولتاژ ACمنبع تغذیه به ثابت برای شارژ باتری ها و تغذیه اینورتر از ولتاژ ثابت استفاده می شود. اینورتر ولتاژ DC را به AC (با یک سیگنال سینوسی) تبدیل می کند که به طور مداوم کامپیوتر را تغذیه می کند.
در صورت عدم وجود ولتاژ برق، اینورتر با باتری تغذیه می شود، بنابراین کامپیوتر لحظه ای بدون برق نمی ماند!

4. همچنین خارج شوید... نه ارزانتر از قبلی، اما دست و پا گیرتر - این خرید یک یو پی اس تعاملی خطی از نوع Smart (با موج سینوسی در خروجی) با ذخیره انرژی 3-5 برابر است (این یک پیش نیاز است!) . هزینه آن در همان حدود OnLine خواهد بود، اما وزن آن بسیار بیشتر خواهد بود! و فن در آن قوی تر (و بلندتر) خواهد بود.
اینها معادنی هستند که دنیای کامپیوترها در کیف پول کاربران ساده لوح قرار داده اند :))) شاید شما خواننده عزیز فکر کنید که ما داریم مشکل را بزرگنمایی می کنیم؟ - اصلا. بنابراین در وب سایت های تولید کنندگان محترم UPS (مثلا APC) در این مورد می نویسند - می گویند UPS های پشتیبان و لاین اینتراکتیو با PFC های فعال کار نمی کنند!

دوستان، عصر بخیر!

حتما بسیاری از شما حروف مرموز PFC را روی منبع تغذیه کامپیوتر دیده اید. بیایید فوراً بگوییم که این حروف به احتمال زیاد در ارزان ترین بلوک ها نیستند. آیا می خواهید این راز وحشتناک را برای شما فاش کنم؟ توجه کن!

PFC چیست؟

PFC مخفف Power Factor Correction است. قبل از رمزگشایی این اصطلاح، بیایید به یاد بیاوریم که انواع قدرت چیست.

توان اکتیو و راکتیو

در دوره فیزیک مدرسه به ما گفته شد که توان فعال و واکنشی است.

توان اکتیو کار مفیدی را انجام می دهد، به ویژه با تولید گرما.

نمونه های کلاسیک یک آهن و یک لامپ رشته ای هستند. آهن و لامپ تقریباً یک بار کاملاً فعال هستند، ولتاژ و جریان در چنین باری در فاز هستند.

اما باری با واکنش پذیری نیز وجود دارد - القایی (موتورهای الکتریکی) و خازنی (خازن). در مدارهای راکتیو، یک تغییر فاز بین جریان و ولتاژ وجود دارد که به آن کسینوس φ (Phi) می گویند.

جریان می تواند از ولتاژ (در بار القایی) یا جلوتر از آن (در بار خازنی) عقب بماند.

توان راکتیو کار مفیدی تولید نمی کند، بلکه فقط از ژنراتور به بار و بالعکس آویزان می شود. گرم کردن بی مورد سیم ها .

این بدان معناست که سیم کشی باید دارای حاشیه مقطع باشد.

هرچه تغییر فاز بین جریان و ولتاژ بیشتر باشد، توان بیشتری در سیم‌ها تلف می‌شود.

توان راکتیو در منبع تغذیه

در کامپیوتر، بعد از پل یکسو کننده، خازن هایی با ظرفیت کافی وجود دارد. بنابراین، یک جزء توان راکتیو وجود دارد. اگر رایانه در خانه استفاده می شود، معمولاً هیچ مشکلی وجود ندارد. توان راکتیو توسط یک کنتور برق خانگی معمولی ثبت نمی شود.

اما در ساختمانی که صد یا هزار کامپیوتر در آن نصب شده است باید توان راکتیو را در نظر گرفت!

مقدار معمولی کسینوس Phi برای منابع تغذیه کامپیوتر بدون اصلاح حدود 0.7 است. یعنی سیم کشی باید با فضای سر 30 درصد ابعاد داشته باشد.

با این حال، مشکل تنها به فشار زیاد روی سیم ها محدود نمی شود!

در خود واحد منبع تغذیه، جریان عبوری از ورودی ولتاژ بالا به صورت پالس های کوتاه جریان می یابد. عرض و دامنه این پالس ها بسته به بار می تواند متفاوت باشد.

دامنه جریان بالا بر خازن ها و دیودهای ولتاژ بالا تأثیر منفی می گذارد و عمر آنها را کوتاه می کند. اگر دیودهای یکسو کننده "پشت به پشت" انتخاب شوند (که اغلب در مدل های ارزان وجود دارد)، قابلیت اطمینان کل منبع تغذیه کاهش می یابد.

تصحیح ضریب توان چگونه انجام می شود؟

برای مبارزه با همه این پدیده ها از وسایلی استفاده می شود که ضریب توان را افزایش می دهند.

آنها به فعال و غیرفعال تقسیم می شوند.

PFC غیرفعال یک چوک است که بین یکسو کننده و خازن های ولتاژ بالا متصل می شود.

سلف، اندوکتانسی است که مقاومت راکتانسی (به طور دقیق تر، پیچیده) دارد.

ماهیت واکنش او برعکس است. ظرفیتخازن ها، بنابراین مقداری جبران رخ می دهد. اندوکتانس چوک از افزایش جریان جلوگیری می کند، پالس های جریان کمی کشیده می شوند، دامنه آنها کاهش می یابد.

با این حال، کسینوس φ به طور غیر قابل توجهی افزایش می یابد و هیچ افزایش زیادی در توان راکتیو وجود ندارد.

برای غرامت قابل توجه تر، آنها اعمال خواهند شد نمودارهای فعال PFC.

مدار فعال کسینوس φ را به 0.95 و بالاتر می برد. مدار فعال شامل یک مبدل تقویت کننده مبتنی بر اندوکتانس (چوک) و عناصر سوئیچینگ قدرت است که توسط یک کنترل کننده جداگانه کنترل می شود. چوک به صورت دوره ای انرژی را ذخیره می کند، سپس آن را از بین می برد.

در خروجی PFC یک خازن الکترولیتی فیلتر وجود دارد، اما ظرفیت کمتری دارد. منبع تغذیه با PFC فعال نسبت به "افت" های کوتاه مدت ولتاژ تغذیه حساسیت کمتری دارد i، که یک مزیت است. با این حال، برنامه طرح فعالهزینه ساخت را افزایش می دهد.

در پایان، توجه می کنیم که وجود PFC در یک منبع تغذیه خاص را می توان با حروف "PFC" یا "PFC فعال" شناسایی کرد. با این حال، ممکن است مواقعی وجود داشته باشد که کتیبه ها با واقعیت مطابقت نداشته باشند.

می توان وجود یک مدار غیرفعال را با وجود یک چوک نسبتاً سنگین و یک مدار فعال را با حضور رادیاتور دیگری با عناصر قدرت قضاوت کرد (در مجموع باید سه مورد از آنها وجود داشته باشد).

همین، دوستان! منبع تغذیه کامپیوتر مشکل است، اینطور نیست؟

بهترین ها!

شما را در وبلاگ می بینم!

دوباره سلام!..
متأسفانه، مقاله من به تعویق افتاد، tk. یک پروژه فوری برای کار وجود داشت و همچنین ظاهر شد مشکلات جالبهنگام اجرای یک اصلاح کننده ضریب توان ( بیشتر KKM). و آنها به دلیل موارد زیر ایجاد می شوند - در تولید ما از یک ریز مدار "سفارشی" برای کنترل KKM استفاده می کنیم که برای وظایف ما توسط یک اتریش دوست به ویژه در سال 1941 تولید می شود و بر این اساس ، ما نمی توانیم آن را در فروش پیدا کنیم. بنابراین، وظیفه بازسازی این ماژول برای پایه اولیه موجود و انتخاب من بر روی ریزمدار کنترل کننده PWM افتاد - L6561.
چرا دقیقا اون؟ دسترسی معمولی، یا بهتر است بگوییم در آن یافت شد "تراشه و شیب"، من دیتاشیت را خواندم - از آن خوشم آمد. من یکباره 50 قطعه سفارش دادم، زیرا ارزان تر است و در پروژه های آماتور خود من قبلاً چندین کار برای او دارم.

حالا در مورد اصل مطلب: در این مقاله به شما خواهم گفت که چگونه طراحی مبدل های تک چرخه را تقریباً از ابتدا به یاد آوردم ( به نظر می رسد، آنها چه ربطی به آن دارند؟)، چرا او یک دوجین کلید را کشت و چگونه از آن برای شما اجتناب کنید. این قسمتتئوری را می گوید و اگر از آن غفلت کنید چه اتفاقی می افتد. اجرای عملی طبق قولی که داده بودم در قسمت بعدی منتشر خواهد شد شارژراز آنجا که آنها در اصل یک ماژول هستند و باید با هم آزمایش شوند.
با نگاهی به آینده، من می گویم که برای قسمت بعدی من قبلاً چند ده عکس و فیلم آماده کرده ام که حافظه من برای مدت طولانی نیست. "بازآموزی"اول در دستگاه جوشو سپس به منبع تغذیه برای "بز"... کسانی که در تولید کار می کنند متوجه می شوند که چه نوع حیوانی است و چقدر مصرف می کند تا ما را گرم نگه دارد)))

و حالا به قوچ های ما ...

اصلاً چرا به این KKM نیاز داریم؟

نکته اصلی مشکل یکسو کننده "کلاسیک" با خازن های ذخیره سازی (این چیزی است که 220 ولت AC را به + 308 ولت DC تبدیل می کند) که بر اساس جریان سینوسی کار می کند، این است که این خازن فقط در لحظاتی که ولتاژ شارژ می شود (از شبکه انرژی می گیرد) شارژ می شود. بیشتر از خودش به او اعمال می شود.

به زبان انسان، ضعیف و با مدارج علمی نخوانید

همانطور که می دانیم برقاگر تفاوت پتانسیل وجود نداشته باشد، به طور کامل از رفتن خودداری می کند. جهت جریان جریان نیز به علامت این اختلاف بستگی خواهد داشت!اگر ترسیدید و تصمیم گرفتید موبایل خود را با ولتاژ 2 ولت شارژ کنید، جایی که باتری لیتیوم یونی برای ولتاژ 3.7 ولت طراحی شده است، هیچ مشکلی نخواهد داشت. زیرا جریان توسط منبعی که بیشترین پتانسیل را دارد داده می شود و منبعی که پتانسیل کمتری دارد انرژی دریافت می کند.
همه چیز مثل زندگی است!وزن شما 60 کیلوگرم است، و آن مردی که در خیابان آمده بود تا 120 کیلوگرم را صدا کند - واضح است که او بیدمشک ها را توزیع می کند و شما آنها را دریافت خواهید کرد. بنابراین در اینجا نیز - یک باتری با 2 ولت 60 کیلوگرمی خود نمی تواند جریان 120 کیلوگرمی 3.7 ولت را به باتری برساند. با خازن هم همینطور اگر + 310 ولت داشته باشه و + 200 ولت بهش بزنی از دریافت جریان خودداری میکنه و شارژ نمیشه.

همچنین شایان ذکر است که بر اساس "قاعده" که در بالا توضیح داده شد، زمان اختصاص داده شده به خازن برای شارژ بسیار کم خواهد بود. جریان ما طبق یک قانون سینوسی تغییر می کند، یعنی ولتاژ مورد نیاز فقط در قله های سینوسی خواهد بود!اما خازن باید کار کند، بنابراین عصبی می شود و سعی می کند شارژ شود. او برخلاف برخی قوانین فیزیک را می‌داند و «می‌داند» که زمان کوتاه است و بنابراین در همین لحظات، زمانی که ولتاژ در اوج خود است، شروع می‌کند تا فقط یک جریان عظیم را مصرف کند. پس از همه، برای کار کردن دستگاه تا اوج بعدی کافی است.

کمی در مورد این "قله ها":

شکل 1 - پیک هایی که در آنها خازن شارژ می شود

همانطور که می بینیم، بخشی از دوره ای که در آن EMF مقدار کافی برای شارژ می گیرد (به طور تصویری 280-310 ولت) حدود 10٪ از کل دوره در شبکه AC است. معلوم می شود که به جای اینکه دائماً به آرامی از شبکه انرژی بگیریم ، فقط در قسمت های کوچک آن را بیرون می آوریم ، در نتیجه شبکه را "بیش از حد" می کنیم. با توان 1 کیلو وات و بار القایی، جریان در زمان چنین "پیک ها" می تواند بی سر و صدا به مقادیری برسد. 60-80A.

بنابراین، وظیفه ما به حصول اطمینان از استخراج یکنواخت انرژی از شبکه خلاصه می شود تا شبکه را بیش از حد بارگذاری نکنیم! این KKM است که به ما امکان می دهد متوجه شویم این وظیفهدر تمرین

این KKM شما کیست؟

تصحیح کننده قدرت- این یک مبدل ولتاژ افزایش دهنده متداول است، اغلب یک سره است. زیرا ما در حال حاضر از مدولاسیون PWM استفاده می کنیم کلید عمومیولتاژ خازن ثابت است. اگر ولتاژ خروجی را تثبیت کنیم، جریان گرفته شده از شبکه متناسب با ولتاژ ورودی است، یعنی طبق یک قانون سینوسی بدون پیک ها و نوسانات مصرفی که قبلاً توضیح داده شد، به آرامی تغییر می کند.

مدار KKM ما

سپس تصمیم گرفتم که اصول خود را تغییر ندهم و همچنین به برگه داده کنترل کننده ای که انتخاب کردم تکیه کردم - L6561... مهندسان شرکت STMicroelectronicsقبلاً همه چیز را برای من انجام داده اند، و به طور خاص، او قبلا مدارهای ایده آل را برای محصول خود توسعه داده است.
بله، من می توانم همه چیز را از ابتدا بشمارم و یک یا دو روز را صرف این کار کنم، یعنی تمام تعطیلات آخر هفته که قبلاً کمیاب هستم، اما سوال اینجاست که چرا؟ برای اینکه به خودم ثابت کنم که می توانم، خوشبختانه این مرحله مدتهاست که پشت سر گذاشته شده است)) در اینجا یک حکایت ریش دار در مورد مساحت توپ های قرمز به یاد می آورم، می گویند یک ریاضیدان فرمولی را اعمال می کند و یک مهندس میزی را با مساحت توپ های قرمز بیرون می آورد ...در این مورد هم همینطور است.

من به شما توصیه می کنم بلافاصله به این واقعیت توجه کنید که مدار موجود در دیتاشیت برای 120 وات طراحی شده است، به این معنی که ما باید با 3 کیلووات ما سازگار شود و استرس های کاری گزاف

اکنون یک سند کوچک برای آنچه در بالا توضیح داده شد:
برگه اطلاعات L6561

اگر به صفحه 6 نگاه کنیم، چندین نمودار خواهیم دید، ما به یک نمودار با امضا علاقه مند هستیم. شبکه با برد وسیعباسورمانسکی به چه معناست "برای کار در طیف گسترده ای از ولتاژ تغذیه" ... وقتی در مورد ولتاژهای گزاف صحبت کردم، این "حالت" بود که در ذهن داشتم. دستگاه جهانی در نظر گرفته می شود، یعنی می تواند از هر کدام کار کند شبکه استاندارد(به عنوان مثال، در حالت های 110 ولت) با محدوده ولتاژ 85 - 265 ولت.

این تصمیمبه ما اجازه می دهد تا یو پی اس خود را با عملکرد تثبیت کننده ولتاژ ارائه کنیم! برای بسیاری، چنین محدوده ای بیش از حد به نظر می رسد و سپس می توانند این ماژول را با در نظر گرفتن ولتاژ تغذیه 220 ولت + - 15٪ انجام دهند. این امر به عنوان هنجار در نظر گرفته می شود و 90 درصد از دستگاه ها در دسته قیمتتا 40 هزار روبل به طور کلی از KKM محروم هستند و 10٪ از آن فقط با محاسبه انحرافات بیش از 15٪ استفاده می کنند. این بدون شک به شما امکان می دهد تا حدودی هزینه و ابعاد را کاهش دهید، اما اگر هنوز فراموش نکرده اید، ما در حال ساخت دستگاهی هستیم که موظف به رقابت با آن است. ARS!

بنابراین، برای خودم، تصمیم گرفتم صحیح ترین گزینه را انتخاب کنم و یک مخزن غیرقابل کشتن بسازم که بتوان آن را حتی در کشوری که یک دستگاه جوش 100 ولت یا یک پمپ در چاه در شبکه وجود دارد، بیرون کشید:


شکل 2 - راه حل شماتیک استاندارد پیشنهاد شده توسط ST

انطباق مدارهای استاندارد برای وظایف ما

الف) وقتی نگاه می کنم این طرحاز DS، اولین چیزی که به ذهن می رسد - لازم است یک فیلتر حالت مشترک اضافه کنید!و این درست است، زیرا در قدرت بالا، آنها الکترونیک را "دیوانه می کنند". برای جریان های 15 آمپر و بیشتر، ظاهری پیچیده تر از آن چیزی است که خیلی ها در همان منابع تغذیه کامپیوتری که تنها 500 تا 600 وات وجود دارد دیده می شود. بنابراین، این ویرایش یک مورد جداگانه خواهد بود.

ب) ما خازن C1 را می بینیم، شما می توانید یک فرمول حیله گر را بگیرید و ظرفیت مورد نیاز را محاسبه کنید، و من به کسانی که می خواهند در این مورد کاوش کنند، توصیه می کنم که در یک دوره مهندسی برق سال 2 را از هر پلی تکنیک به یاد داشته باشند. اما من این کار را نمی کنم، زیرا طبق مشاهدات خود من از محاسبات قدیمی، به یاد دارم که تا 10 کیلو وات این ظرفیت با توجه به افزایش قدرت تقریباً به صورت خطی رشد می کند. یعنی با در نظر گرفتن 1 μF در هر 100 وات، دریافت می کنیم که برای 3000 وات به 30 μF نیاز داریم. این کانتینر به راحتی از آن جذب می شود 7 خازن های فیلم 4.7 μF و 400 ولت هر کدام. حتی کمی با حاشیه، زیرا ظرفیت خازن به شدت به ولتاژ اعمال شده بستگی دارد.

ج) ما به یک ترانزیستور قدرت جدی نیاز داریم، زیرا جریان مصرف شده از شبکه به صورت زیر محاسبه می شود:


شکل 3 - محاسبه جریان نامی برای PFC

گرفتیم 41.83A... اکنون صادقانه اعتراف می کنیم که نمی توانیم دمای کریستال ترانزیستور را در محدوده 20-25 درجه سانتیگراد نگه داریم. بلکه می توانیم غلبه کنیم، اما برای چنین قدرتی گران تمام خواهد شد. پس از 750 کیلو وات، هزینه خنک سازی با فریون یا اکسیژن مایع فرسایش می یابد، اما تا کنون این مقدار دور از آن است))) بنابراین، ما باید ترانزیستوری را پیدا کنیم که بتواند 45-50A را در دمای 55-60 درجه سانتیگراد ارائه دهد.

با توجه به اینکه اندوکتانس در مدار وجود دارد، پس ترجیح می دهم IGBTترانزیستور، برای سرسخت ترین. جریان محدود کننده باید برای جستجو ابتدا حدود 100A انتخاب شود، زیرا این جریان در 25 درجه سانتیگراد است، با افزایش دما، جریان سوئیچ محدود ترانزیستور کاهش می یابد.

کمی در مورد کری FET

من به معنای واقعی کلمه در 9 ژانویه یک بسته از ایالات متحده از دوستم با یک دسته از ترانزیستورهای مختلف برای آزمایش دریافت کردم ، این معجزه نام دارد - CREE FET... نمی گویم چیست مگا جدیدفناوری، در واقع، ترانزیستورهای مبتنی بر کاربید سیلیکون در دهه 80 ساخته شدند، آنها فقط همین الان به ذهنشان خطور کردند که چرا. من به عنوان یک دانشمند مواد اولیه و به طور کلی آهنگساز، در مورد این صنعت دقیق هستم، بنابراین به این محصول بسیار علاقه مند بودم، به خصوص که 1200 ولت در ده ها و صدها آمپر اعلام شده بود. من نتوانستم آنها را در روسیه بخرم، بنابراین به همکلاسی سابقم مراجعه کردم و او با مهربانی برای من یک دسته نمونه و یک تخته تست با فوروارد فرستاد.
یک چیز می توانم بگویم - این عزیزترین آتش بازی من بود!
8 کلید به قدری خراب شد که من برای مدت طولانی ناراحت بودم ... در واقع ، 1200 ولت یک رقم تئوری برای فناوری است ، 65A اعلام شده فقط یک جریان ضربه ای است ، اگرچه اسناد به وضوح نرخ اسمی را بیان کرده است. ظاهراً وجود داشت «اسمی جریان ضربه ای«خب، یا هر چیز دیگری که چینی ها به ذهنشان خطور می کند. به طور کلی، هنوز هم مزخرف است، اما یک اما وجود دارد!
زمانی که من انجام دادم CMF10120Dیک اصلاح کننده برای 300 وات، معلوم شد که در همان رادیاتور و مدار دمای 32 درجه سانتیگراد در مقابل 43 برای یک IGBT دارد و این بسیار قابل توجه است!
نتیجه گیری در مورد CREE: فناوری مرطوب است، اما امیدوار کننده است و قطعاً خواهد بود.

در نتیجه، با نگاهی به کاتالوگ های نمایشگاه هایی که بازدید کردم (اتفاقاً یک چیز مفید، جستجوی پارامتریک)، دو کلید را انتخاب کردم، آنها تبدیل شدند - IRG7PH50و IRGPS60B120... هر دو در 1200 ولت هستند، هر دو در 100 + A، اما پس از باز کردن برگه داده، اولین کلید بلافاصله حذف شد - می تواند جریان 100 آمپر را فقط در فرکانس 1 کیلوهرتز تغییر دهد، برای کار ما فاجعه بار است. سوئیچ دوم روی 120 آمپر و فرکانس 40 کیلوهرتز است که کاملا مناسب است. به دیتاشیت در لینک زیر نگاه کنید و به دنبال نموداری با وابستگی جریان به دما باشید:

شکل 4.1 - نمودار وابستگی حداکثر جریان به فرکانس سوئیچینگ برای IRG7PH50، اجازه دهید آن را به مبدل فرکانس بسپاریم.

شکل 4.2 - نمودار با جریان عملیاتی در دمای معین برای IRGPS60B120

در اینجا ما ارقام ارزشمندی را مشاهده می کنیم که به ما نشان می دهد که در دمای 125 درجه سانتیگراد هر دو ترانزیستور و دیود به آرامی بر جریان های کمی بیش از 60 آمپر غلبه می کنند، در حالی که ما قادر خواهیم بود بدون هیچ مشکلی تبدیل را در فرکانس 25 کیلوهرتز انجام دهیم. و محدودیت ها

د) دیود D1، باید دیودی با ولتاژ کاری حداقل 600 ولت و جریان نامی برای بار خود انتخاب کنیم، یعنی 45A.من تصمیم گرفتم از دیودهایی که در دست داشتم استفاده کنم (چندی پیش آنها را برای توسعه جوشکار زیر "پل مورب" خریدم) این است - VS-60EPF12... همانطور که از علامت گذاری می بینید، ولتاژ 60 آمپر و 1200 ولت است. من همه چیز را با یک حاشیه شرط می بندم، tk. این نمونه اولیه برای خودم ساخته شده است و من احساس آرامش بیشتری می کنم.
شما در واقع می توانید یک دیود برای 50-60 آمپر و 600 ولت قرار دهید، اما قیمتی بین نسخه 600 و 1200 ولت وجود ندارد.

ه) خازن C5، همه چیز مانند مورد C1 است - کافی است مقدار اسمی را از دیتاشیت به نسبت توان افزایش دهید. فقط به خاطر داشته باشید که اگر در حال برنامه ریزی یک بار القایی قدرتمند یا یک بار دینامیکی با افزایش سریع قدرت هستید (الا یک تقویت کننده کنسرت 2 کیلو واتی)، بهتر است در این نقطه صرفه جویی نکنید.
من در نسخه خودم قرار خواهم داد 10 الکترولیت 330 μF و 450 ولت هر کدام، اگر قصد دارید چند کامپیوتر، روتر و سایر چیزهای کوچک را تغذیه کنید، می توانید خود را به 4 الکترولیت 330 uF و 450 ولت محدود کنید.

E) R6 - این یک شنت جریان است، ما را از دست های کج و خطاهای تصادفی نجات می دهد، همچنین مدار را از اتصال کوتاه و اضافه بار محافظت می کند. این چیز قطعا مفید است، اما اگر مانند مهندسان ST عمل کنیم، در جریان های 40A یک دیگ معمولی خواهیم داشت. 2 گزینه وجود دارد: ترانسفورماتور جریان یا شنت کارخانه با افت 75 میلی ولت + آمپر آپالا LM358.
گزینه اول ساده تر است و عایق گالوانیکی را فراهم می کند. این گرهطرح. نحوه محاسبه ترانسفورماتور جریان که در مقاله قبلی ارائه کردم، مهم است که به یاد داشته باشید هنگامی که ولتاژ پایه 4 به 2.5 ولت (در واقع تا 2.34 ولت) افزایش یابد، حفاظت کار خواهد کرد..
دانستن این ولتاژ و جریان مدار با استفاده از فرمول های از قسمت 5شما به راحتی می توانید ترانسفورماتور جریان را محاسبه کنید.

ز) و نکته آخر پاور چوک است. در مورد او در زیر.

پاور چوک و محاسبه آن

اگر کسی مقالات من را با دقت خوانده است و حافظه خوبی دارد، باید به خاطر بسپارد مقاله 2 و عکس شماره 5، روی آن می توانید 3 عنصر از سیم پیچ هایی را که ما استفاده می کنیم مشاهده کنید. من دوباره به شما نشان خواهم داد:

شکل 5 - قاب و هسته برای محصولات کویل قدرت

در این ماژول دوباره از حلقه های حلقوی مورد علاقه خود ساخته شده از آهن پودر شده استفاده خواهیم کرد، اما این بار نه یک، بلکه 10 تا در آن واحد! چگونه می خواهید؟ 3 کیلو وات صنایع دستی چینی نیست ...

ما داده های اولیه را داریم:
1) جریان - 45A + 30-40٪ برای دامنه در چوک، مجموعا 58.5A
2) ولتاژ خروجی 390-400 ولت
3) ولتاژ ورودی 85-265 ولت AC
4) هسته - مواد -52، D46
5) ترخیص - توزیع شده

شکل 6 - و باز هم Starrichok51 عزیز در وقت ما صرفه جویی می کند و آن را یک برنامه می داند CaclPFC

من فکر می کنم محاسبه به همه نشان داد که چقدر جدی خواهد بود)) 4 حلقه، بله رادیاتور، پل دیودی، بله IGBT - وحشت!
قوانین سیم پیچ را می توان در مقاله "قسمت 2" کسر کرد. سیم پیچ ثانویه روی حلقه ها به مقداری پیچیده می شود - 1 نوبت.

کل دریچه گاز:

1) همانطور که می بینید تعداد حلقه ها قبلا 10 عدد است! این گران است، هر حلقه حدود 140r قیمت دارد، اما در پاراگراف های زیر در ازای آن چه خواهیم گرفت
2) دمای کار 60-70 درجه سانتیگراد است - این کاملاً ایده آل است، زیرا بسیاری دمای کار را 125 درجه سانتیگراد قرار می دهند. ما در تأسیسات تولید خود 85 درجه سانتیگراد تنظیم می کنیم. چرا این کار انجام می شود - برای یک خواب آرام، یک هفته با آرامش خانه را ترک می کنم و می دانم که هیچ چیز در من شعله ور نخواهد شد و همه چیز یخ زده است. من فکر می کنم قیمت این در 1500r زیاد کشنده نیست، اینطور است؟
3) من چگالی جریان را روی 4 A / mm 2 کم تنظیم کردم، این بر روی حرارت و عایق و بر این اساس بر قابلیت اطمینان تأثیر می گذارد.
4) همانطور که می بینید، طبق محاسبات، ظرفیت خازنی پس از چوک تقریباً 3000 uF توصیه می شود، بنابراین انتخاب من با 10 الکترولیت 330 uF کاملاً در اینجا قرار می گیرد. ظرفیت خازن C1 معلوم شد 15 μF است، ما یک حاشیه دو برابر داریم - می توانید آن را به 4 خازن فیلم کاهش دهید، می توانید 7 قطعه بگذارید و بهتر خواهد بود.

مهم! تعداد حلقه ها در چوک اصلی را می توان به 4-5 کاهش داد و به طور همزمان چگالی جریان را به 7-8 A / mm 2 افزایش داد. این به شما امکان می دهد مقدار زیادی صرفه جویی کنید، اما دامنه جریان کمی افزایش می یابد و مهمتر از همه، دما به حداقل 135 درجه سانتیگراد افزایش می یابد. من فکر می کنم این راه حل خوبی برای اینورتر جوشکاریبا چرخه کاری 60 درصد، اما نه برای یک یو پی اس که به صورت شبانه روزی و احتمالاً در یک فضای نسبتاً محدود کار می کند.

چه می توانم بگویم - یک هیولا در اینجا رشد می کند)))

فیلتر حالت مشترک

برای درک تفاوت بین مدارهای یک فیلتر معین برای جریان های 3A (PSU رایانه ای که در بالا ذکر شد) و برای جریان های 20A، می توانید شماتیک Google در ATX را با موارد زیر مقایسه کنید:


شکل 7 - نمودار شماتیکفیلتر حالت مشترک

چندین ویژگی:

1) C29 یک خازن برای فیلتر تداخل الکترومغناطیسی است، مشخص شده است "X1"... ارزش اسمی آن باید در محدوده 0.001 - 0.5 mF باشد.

2) چوک روی هسته زخم می شود E42 / 21/20.

3) دو چوک روی حلقه های DR7 و DR9 بر روی هر هسته اسپری و با قطر بیش از 20 میلی متر پیچیده می شود. روی همون D46 از مواد 52- پیچیدم تا 2 لایه پر شد. عملاً هیچ نویز در شبکه حتی در توان نامی وجود ندارد، اما این در واقع حتی در درک من اضافی است.

4) خازن های C28 و C31 در 0.047 μF و 1 کیلو ولت و باید از یک کلاس باشند. "Y2".

با محاسبه اندوکتانس چوک ها:

1) اندوکتانس سلف حالت مشترک باید 3.2-3.5 mH باشد

2) اندوکتانس برای چوک های دیفرانسیل با استفاده از فرمول محاسبه می شود:


شکل 8 - محاسبه اندوکتانس چوک های دیفرانسیل بدون کوپلینگ مغناطیسی

پایان

با استفاده از تجربه شایسته و حرفه ای مهندسان ST، توانستم اگر ایده آل نباشد، اما عالی تولید کنم تصحیح کننده ضریب توان فعالبا پارامترهای بهتر از هر اشنایدر. تنها چیزی که باید حتما به خاطر بسپارید این است که چقدر به آن نیاز دارید؟ و بر این اساس پارامترها را برای خود تنظیم کنید.

هدف من در این مقاله فقط نشان دادن روند محاسبه با امکان تصحیح داده های اولیه بود، به طوری که هر کس با تصمیم گیری در مورد پارامترهای وظایف خود، قبلاً ماژول را محاسبه کرده و ساخته باشد. امیدوارم توانسته باشم این را نشان دهم و در مقاله بعدی نشان خواهم داد کار مشترک KKM و شارژراز قسمت شماره 5