PFC یا تصحیح ضریب توان تکنیکی برای افزایش ضریب توان منبع تغذیه است. برای درک بهتر این مفهوم بهتر است با دو اصطلاح ضریب توان بالا و ضریب توان پایین آشنا شویم. ضریب توان بالاتر به معنای اسفاده مفید تر از جریان برق در منبع تغذیه است. سوئیچینگ پاور، بدون PFC، جریان برق را در پالس های کوتاه و پالس های پرقدرت می کشد. این پالس ها را می توان با استفاده از تکنیک های ضریب توان فعال یا غیرفعال، صاف کرد. این امر جریان RMS ورودی و توان ورودی ظاهری را نیز کاهش می دهد و در نتیجه ضریب توان را افزایش می دهد.
تصحیح ضریب توان، جریان ورودی را به منظور به حداکثر رساندن توان واقعی از منبع AC شکل می دهد. در حالت ایده آل، تجهیزات الکتریکی باید باری را ارائه دهند که یک مقاومت خالص را شبیه سازی کند، به این معنی که توان راکتیو صفر خواهد بود. و شکل موج جریان و ولتاژ یک موج سینوسی و در فاز با یکدیگر خواهد بود. با این حال، به دلیل وجود اجزای راکتیو در اکثر مدار ها، همیشه یک تاخیر توان وجود دارد که منجر به کاهش ضریب توان می شود.
در یک سیستم ایده آل، تمام توانی که از شبکه AC گرفته می شود برای انجام کار های مفید استفاده می شود. این تنها زمانی امکان پذیر است که جریان در فاز با ولتاژ باشد. وقتی فاز بین این دو تغییر می کند، مقداری از انرژی خروجی AC کار مفیدی انجام نمی دهد و از بین می رود.
تصحیح ضریب توان سعی می کند ضریب توان سیستم الکتریکی مانند منبع تغذیه را به سمت 1 سوق دهد و حتی اگر به این مقدار نمی رسد به 0.95 نزدیک می شود که برای اکثر برنامه ها قابل قبول است.
روش های تصحیح ضریب توان
دو نوع متداول اصلاح ضریب توان برای منابع تغذیه وجود دارد. PFC غیرفعال و PFC فعال.
تصحیح ضریب توان غیر فعال
این روش برای پاور های کوچک حدود 100 وات یا کمتر استفاده می شود. روش تصحیح از یک فیلتر هارمونیک پایین گذر در ورودی AC استفاده می کند که خازن و سلف یک مدار رزونانس سری را تشکیل می دهند. اجزا می توانند نسبتاً کوچک باشند در حالی که یک اصلاح ضریب توان ارزان و کارآمد را ارائه می دهند.
PFC های غیرفعال ساده، قوی و قابل اعتماد برای نیاز به توان کمتر هستند. علاوه بر این، آن ها EMI تولید نمی کنند. با این حال، پاور های بهینه شده با این روش به همین دلیل هم بزرگ و سنگین هستند.
مزایای
- ارزان
- کارآمد
- ساخت و ساز ساده
معایب
- سنگین و سایز بزرگ
- بدون تنظیم ولتاژ
- بازه محدود ولتاژ ورودی
تصحیح ضریب توان فعال
روش تصحیح ضریب توان فعال برای پاور های بیش از 100 وات ترجیح داده می شوند. این روش اصلاح کارآمدتری را ارائه می دهد، سبک تر اند و حجم کمتری دارند.
یک مدار PFC فعال اصلی شامل یک مدار کنترلی است که ولتاژ و جریان ورودی را اندازه گیری می کند و سپس زمان سوئیچینگ و چرخه وظیفه را تنظیم می کند تا اطمینان حاصل شود که ولتاژ و جریان ورودی در فاز هستند. این یک تصحیح خودکار ولتاژ AC ورودی را فراهم می کند که منجر به ضریب توان تئوری بیش از 0.95 می شود. برخلاف PFC غیرفعال، PFC فعال در محدوده وسیعی از ولتاژ های ورودی کار می کند. با این حال، به اجزای اضافی نیاز دارد، که آن را پیچیده تر و گران تر می کند.
مزایای یک PFC فعال
- به PF 0.95 یا بالاتر می رسد
- کوچک و سبک
- طیف گسترده ای از ولتاژ و فرکانس ورودی AC (87 Vrms -266 Vrms و 47Hz-63Hz).
- انعطاف پذیرتر
- کنترل بیشتر
معایب
- مجتمع
- هزینه بالاتر
- به دلیل فرکانس های بالایی که می تواند وارد خط شود، به فیلتر بیشتری نیاز دارد
- قطعات در ولتاژ های بالاتر در مقایسه با PFC غیرفعال رتبه بندی می شوند.
مزایای PFC
با ضریب توان برابر با 1 یا تا حد امکان نزدیک تر، تلفات کمتری وجود دارد و تمام توان تولید شده به طور موثر استفاده می شود.
- مزایای فنی: بهبود راندمان و کاهش تقاضای برق، در نتیجه کاهش بار روی دنده سوئیچینگ و کابل ها، کاهش هزینه برای مصرف کننده و پشتیبانی از بار بیشتر.
- مزایای تجاری: کاهش تلفات سیستم و هزینه سرمایه کمتر برای شرکت تولید کننده وجود دارد. علاوه بر این، در هزینه های برق صرفه جویی می شود، زیرا هیچ هزینه ای برای توان راکتیو اضافی وجود ندارد. مزیت دیگر این است که تجهیزات و سیستم های انتقال و توزیع خنک تر کار می کنند و عمر طولانی تری دارند.
- مزایای زیست محیطی: کاهش انتشار CO2.
منبع: sunpower
