Vad är PFC - förutom ett lag krav?

Vad är ”Power Factor”

PC-strömförsörjningar belastar nätet på ett helt annat sätt än glödlampor, värmeugnar och liknande. Därför gäller det, att den nyttoeffekt, man uppnår, kan beräknas som ett produkt av spänning och strömstyrka. Man säger , att de har en ”Power Factor” på 1 i motsatts till ”reaktiva belastningar”(t. ex. spolar och kondensator), som har en power factor på 0 vid ideella tillfällen, där de är förlustfria. En ”idealisk” kondensator eller spolar vill belasta ljusnätet med en ström, om fasen är förskjuten 90° före eller efter spänningens fas.

Denna såkallade ”reaktiva” ström underhåller det elek­triska fältet i kondensatorn eller det mag­ne­ti­ska fältet i spolen.  Ingen effekt blir omsatt , men strömmen ger ändå anledning till förlust på försörj­nings­nättet och därför stör­re krav till dimen­sio­nering af led­nings­nät­tet. För en prak­tisk belast­ning (som belastar försörj­nings­­nättet med både aktiv och reaktiv ström) kan ström och spänn­ing t.ex. föregå som visst här. Generellt gäller för denna typ linjära belast­ningar regeln:

W =  V ´ A ´ cos(q),där W är den avsatta effekt, V och A är rms-vär­d­er­na  för spänning och ström och q är fas­vinkeln mellan spänning och ström

. Storleken  cos(q) kallas ”Power Factor” eller ”PF”. Det vill säga regeln är:

W =  V ´ A ´ PF eller PF = W / (V ´ A) ,

som visar, att PF kan defineras som förhållandet mel­lan den verkliga effekt(W) och  V ´ A . Denna definition av PF är mera användbar i de tillfällen, där det inte ger någon mening att tala om fas­vinkeln (q), som t. ex. gäller för PC-försörjningar

Oftast är ingångs­krets­loppet på 220V - sidan i en PC-för­sörj­ning kopplat som visat här :

Här är det inte på tal om en linjär be­last­ning, eftersom det endast dras ström från nättet i det korta tidsrummet, där peak-värderna(V_PK) för AC-spänn­ing­en är högre än spän­ing­en(V_L) på uppladdnings­kon­den­sa­torn

Dessa kortvariga ström-impulser är långt från sinus-for­ma­de och inne­håller där­för ganska kraf­­ti­ga har­mo­niska sig­naler – särskild på de udda övertoner till 50Hz (150Hz, 250 Hz, 350 Hz osv.) och det är bl.a ­störningar från dessa oön­ska­de strömmar, som ska begränsas ifölje de europeiska EMC-krav, som är specificerade i normen: EN61000-3-2. Meto­den är bl a. ”PFC”, som står för ”Power Factor Correction”, som betecknar en meto­d att reducera ”Power Factor”.

Man skiljer på passiv och aktiv PFC. Passiv PFC utförs oftast vid att leda strömmen till försörjningsnättet genom en spole, så att man uppnår en enkel filtrering, för att begränsa de oönskade frekvenserna. På detta sättet uppnås oftast en PFC på ca 0,7, men för att uppnå en PFC på 0,95-0,99 används gärna ett aktivt elektronisk krets­lopp, som fungerar efter principen, som visat  här :

Nätspänningen passerar genom en enkelriktat ­bro,

 som bildar en enkelriktat AC- spänn­ing(V), som visas här ovanför

Fortsätter på nästa sida…è