|
發表於 2013-1-3 15:18:04
|
顯示全部樓層
PFC是指功率因素
搜尋了資料給你參考一下!!
PFC.pdf
(344.91 KB, 下載次數: 74)
轉載!!
http://www.youngyear.com/taiwan/web/html/pfc.htm
甚麼是Power Factor?
Power Factor 是真實功率與視在功率的比值,在數學式為:
P.F.=(電壓(V)x電流(I)xcosΦ)/(電壓(V)x電流(I))
P.F.= cosΦ
甚麼是Power Factor Correction?
Power Factor Correction是功率因素修正,也就是說將P.F.值修正接近於1,
P.F.C有兩種作法,一為被動式,另一個為主動式.
改善功率因素(P.F.)的好處:
在實際生活中P.F.到底是甚麼東西,可以說是省電功能,其省電功能就是指Power Factor Correction,它將原大部份P.F.值為0.4-0.6修正到0.85以上,因此修正後對你有何影響呢?
那影響可大了,它可幫你省電費,如何省錢呢?我們舉一個實際例子:
依台灣目前電費是採兩段式,也就是用電量在某一度數下採標準計費,超過此標準擇將標準計費在乘上0.xx來計算:
假如我們以P.F.=0.8值來作基準,並以標準計費來算:
假設有一台電腦內部電源供應器有裝P.F.C.
P.F.=0.8 則每月繳3000元電費
1.P.F.=0.7 要繳多少錢?
2.P.F.=0.9 又要繳多少?
依據現行電價,用戶每月用電之功率因數不及 80% 時,每低 1 % ,該月份電費應增加千分之三。超過 80% 時,每超過 1% ,該月份電費 (但不包括超約附加費) 減少千分之一點五
1.P.F.=0.7 -> [(0.8-0.7)x100] x 3/1000 x3000=90元
所以應繳3000+90=3090元
2.P.F.=0.9 -> [(0.9-0.8)x100] x 1.5/1000 x 3000=45元
所以應繳3000-45=2955元
以目前大部份所有的電腦電源供應器的P.F.值差不多在0.6,而有加P.F.C. 可修正到0.9以上,我們可算出你買有加跟沒加差多少錢?
P.F=0.6 [(0.8-0.6)x100]x3/1000x3000=180元 > 3000+180=3180
P.F.=0.9等於2955元
所以每月省下(3180-2955)=225元
從電力公司方面來探討:
首先在一個115VAC的電源插座,一般可供給15A的電流給負載(電子裝置),如果一個沒有功率修正(Power factor Correction, P.F.C.)電路的電源供應器(一般P.F.=0.6)它的有效電流會從15A減至9A。
例如:一個電源插座可同時插四台具有P.F.C.電路的電腦(300W)使用,但如果是
不含P.F.C.電路的電腦使用,只能插兩台。
對於電力公司而言,虛功(Reactive Power, Q)和失真功率(distortion Power, D)是因為諧波電流造成的,多出的功率損耗將減低電源線路的效率,而且電力公司必須使用較粗的電線來傳輸電力;另外,諧波電流會造成電力污染,讓電力公司的電力控制較困難
電路表示法:
深入探討:
以上圖來看,我們可知若電壓與電流同相位其損失將較小,其P.F.值會較大,所以一般會採用電感(變壓器)或電容來修正其相位,使電壓與電流相位一樣,這就是所謂的被動式.
另一個方式探討,輸入電壓,經由橋式(二極體)整流輸入到電容,其輸入的電流波形為左手邊下方圖,我們可將其用傅立葉轉換,我們可得諧波,所以我們只要修正整流所產生諧波,記既可改善P.F值
何謂傅立葉?
一般我們用O.S.C(示波器)看到的是Time Domain(時域),我們可用F.F.T(傅立葉函數轉換)轉到Frequency Domain (頻域),也就是用頻譜分析儀看到的型態.
諧波是什麼?
現代低壓電力網路上有逐年增加某些負載,它從網路上汲取非線性電流。
這些負載電流在電源線上產生電壓降,如此就將電源電壓造成扭曲,而無法達到正弦波形,一般稱之為〝電壓失真〞,這些失真可以用傅立葉級數( Fourier series )分離成基本振幅(電子工程上就是所謂電源頻率)各個不同頻率的振輻,這些各個不同頻率的振幅頻率是基本振幅成整倍數,並依序排列而成。
電子工程則稱之為〝電源諧波〞。
例如:
電源頻率 = 50HZ 第3 諧 波 = 150HZ
電源頻率 = 60HZ 第5 諧 波 = 300HZ
線性負載(電阻性)不會引起正弦波形變化,如
白幟燈、電熱器
非線性負載:會引起波形變化,產生諧波,如
變壓器、電抗器(chokes reactors)
變頻器(Inverter)(特別是變速感應電動機)
變流器(Converter)
不斷電系統(UPS)
家庭用電( TV電腦、高功率電子式日光燈 )
根據歐洲2001年01月01日開始時施
電源供應器應通過:
1.EN 61000-3-2 (power line harmonics). <IEC 555-2 Class D>
2.EN 61000-3-3(power line flicker).
諧波的標準:
IEC 555-2 Class D
諧波階數
容許電流量
最大電流量
N
mA/W
A
奇次波
3
3.4
2.30
5
1.9
1.14
7
1.0
0.78
9
0.5
0.40
11
0.35
0.33
13
0.3
0.21
>=15
3.85/n
0.225/n
偶次波
2
1.8
1.08
4
0.7
0.42
6
0.5
0.30
>=8
3/n
1.80/n
諧波電流失真:
IEEE-519(諧波電流失真(Ih/Il,單位%)
次數為h的奇次諧波
Isc/Il
H<11
11<h<17
17<h<23
23<h<35
35<h
THD
<20
4.0
2.0
1.5
0.6
0.3
5.0
20~50
7.0
3.5
2.5
1.0
0.5
8.0
50~100
10.0
4.5
4.0
1.5
0.7
12.0
100~1000
12.0
5.5
5.0
2.0
1.0
15.0
>1000
15.0
7.0
6.0
2.5
1.4
20.0
註:
1. Isc為最大短路電流
2. Il為最大基頻負載電流
3. THD為總諧波失真程度(TOTAL HARMONIC DISTORTION)
4. 偶次諧波的限制量為奇次諧波的25%
修正技術:
修正功率因素分為兩種:主動式與被動式.
被動式: 利用電感、電容等濾波元件的特性,來改變輸入電流的波形與相角,使其較為平滑。
下圖是以電流濾波為原理的PFC電路,其中輸入端的電感工作頻率為(50/60赫芝)。因為電感可以抑制電流的突然變化,所以輸入電流的波形會比較平滑,這種電路的功率因數通常小於0.90。
下圖則是利用部分平坦的電路架構,來改善功率因數。原理是擴大電源電壓大於輸出電壓的範圍,根據二極體導通的條件,輸入電流的波形將變得較平坦
主動式:在Power Supply的橋式整流後加入一級直流到直流的功率因數修正(Power factor corrector, PFC),藉由主動開關的動作,將輸入電流修正為正弦波形,以達到功率因數接近一
下圖為模擬主動式線路圖:
下圖為模擬出的諧波曲線:
下圖為模擬出的功率因素與總諧波失真曲線:
主動式目前已將上述方塊,做成半導體方式
詳細規格可參考ST或TI等網站
目前用控制方式大致可分為三種模式:
1. 平均電流
2. 峰值電流
3. 磁滯帶
在各網站均有詳細規格,請自行參考.
詳細的公式及數學導論,應用,分析,請參閱P.F.C.技術文件 |
|