पीएफसी पॉवर फॅक्टर सुधारणा

पॉवर फॅक्टर आणि मेन फ्रिक्वेंसीचा हार्मोनिक घटक हे पॉवर गुणवत्तेचे महत्त्वाचे निर्देशक आहेत, विशेषत: या पॉवरद्वारे समर्थित असलेल्या इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांसाठी.

एसी पुरवठादारासाठी ते इष्ट आहे पॉवर फॅक्टर ग्राहक एकतेच्या जवळ होते आणि इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांसाठी हार्मोनिक विकृती शक्य तितक्या कमी असणे महत्वाचे आहे. अशा परिस्थितीत, उपकरणांचे इलेक्ट्रॉनिक घटक जास्त काळ जगतील आणि लोड अधिक आरामात कार्य करतील.

खरं तर, एक समस्या आहे, ती म्हणजे पारंपारिक रेखीय उर्जा स्त्रोत इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांना योग्य गुणवत्तेची आणि अगदी उच्च कार्यक्षमतेची वीज प्रदान करण्यास अक्षम आहे. परिणामी, आम्हाला हे सत्य स्वीकारावे लागेल की पॉवर फॅक्टरसह 80% च्या पॉवर सप्लाय युनिटची कार्यक्षमता 0.7 पर्यंत सामान्य मानली जाते.

आणि या समस्येचे कारण प्रवेशद्वारावर आहे पारंपारिक स्विचिंग वीज पुरवठा फिल्टर कॅपेसिटरसह डायोड ब्रिज आहे आणि दुरुस्त केलेला वर्तमान ग्राहक अगदी रेखीय भार आहे की नाही याची पर्वा न करता, नेटवर्कमधून डायोड ब्रिजला पुरवलेल्या विद्युत् प्रवाहात अजूनही स्फोट असतील, उच्चारित पृथक् शिखरे असतील, ज्यामध्ये शून्यासह अंतर असेल नेटवर्कवरून वर्तमान वापर.

असे घडते कारण फिल्टर कॅपेसिटर चार्ज आणि डिस्चार्ज असमानतेने होते, परिणामी पॉवर फॅक्टरमध्ये घट होते—खरेतर, ग्रिडमधून वीज लहान डाळींमध्ये वापरली जाते—ग्रिडच्या साइन वेव्ह कालावधीच्या प्रत्येक अर्ध्या भागासाठी एक वर्तमान नाडी.

अशा फिल्टर कॅपेसिटरद्वारे फीड केलेल्या सर्किटमध्ये, ही घटना उच्च हार्मोनिक विकृती निर्माण करते. आणि कॅपेसिटरसह अशा साध्या रेक्टिफायरद्वारे फीड केलेल्या लोडचा पॉवर फॅक्टर, नियमानुसार, 0.3 पेक्षा जास्त नसेल.

तीक्ष्ण वर्तमान शिखरे किंचित गुळगुळीत करण्यासाठी, पॉवर फॅक्टर किंचित वाढवण्याचा आणि थोडासा कमी करण्याचा एक सोपा "निष्क्रिय" मार्ग आहे. accordions… या पद्धतीमध्ये डायोड ब्रिज आणि फिल्टर कॅपेसिटर यांच्यामध्ये इंडक्टर जोडणे समाविष्ट आहे. हे शिखरांना सायनसॉइडल आकारात किंचित गोलाकार करेल.

तथापि, या प्रकरणात, पॉवर फॅक्टर अद्याप एकता (सुमारे 0.7) पासून दूर असेल, कारण वापरल्या जाणार्‍या करंटचा आकार पुन्हा सायनसॉइडल नाही. आणि जेव्हा वेगवेगळ्या क्षमतेच्या वापरकर्त्यांच्या अशा अनेक योजना ग्रिडला जोडल्या जातात तेव्हा वीज निर्मिती करणाऱ्या पक्षासाठी ही एक गंभीर समस्या बनते.

पॉवर फॅक्टर सुधारण्याचा आणि लाइन फ्रिक्वेंसी हार्मोनिक्स कमी करण्याचा सर्वोत्तम मार्ग म्हणजे स्विचिंग पॉवर सप्लायमध्ये पल्स-बूस्ट कन्व्हर्टरवर आधारित तुलनेने सोप्या सक्रिय पॉवर फॅक्टर सुधारणा (PFC) योजना वापरणे.येथे, इनपुट रेक्टिफायर सर्किटमध्ये केवळ एक इंडक्टर जोडला जात नाही, तर ड्रायव्हर आणि कंट्रोलर तसेच डायोडसह फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टर देखील जोडला जातो.

सक्रिय पॉवर फॅक्टर सुधारणा (सक्रिय PFC) दरम्यान, FET वेगाने दोन राज्यांमध्ये स्विच करते.

पहिली अवस्था — जेव्हा स्विच बंद असतो, चोकला रेक्टिफायरकडून शक्ती मिळते, चुंबकीय क्षेत्रामध्ये ऊर्जा साठवते, तर डायोड उलटपक्षी असतो आणि भार फक्त फिल्टर कॅपेसिटरद्वारे चालविला जातो.

दुसरी अवस्था जेव्हा ट्रान्झिस्टर उघडे असते तेव्हा सायकलच्या या भागात डायोड कंडक्टिंग स्टेटमध्ये जातो आणि चोक आता लोडमध्ये ऊर्जा हस्तांतरित करतो आणि कॅपेसिटर चार्ज करतो. असे स्विचिंग अनेक दहा किलोहर्ट्झच्या वारंवारतेसह होते. मेन साइन वेव्हची प्रत्येक अर्ध-वेव्ह.

की कंट्रोल सर्किट वेळेच्या मध्यांतराचा कालावधी समायोजित करते - चोक किती काळ ग्रिडशी जोडलेला आहे आणि तो कॅपेसिटरला किती वेळ ऊर्जा देतो जेणेकरून कॅपेसिटरवरील व्होल्टेज स्थिर पातळीवर राखले जाईल, जसे की सरासरी चोक करंट. हे सर्किट पुरवठ्याचे पॉवर फॅक्टर 0.98 पर्यंत वाढवते.

सक्षम स्विचिंग व्यवस्थापन आवश्यक आहे जेणेकरून सध्याचा वापर नेटवर्कच्या पर्यायी व्होल्टेजसह टप्प्यात असेल. या उद्देशासाठी, नियंत्रक FET च्या गेटवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी PWM सिग्नल तयार करतो, जेणेकरुन साइन वेव्हच्या शिखरावर, चोकला शून्याच्या जवळ असलेल्या व्होल्टेजपेक्षा कमी काळ ऊर्जा मिळते (अधिक वेळ).

पीएफसी कंट्रोलरमध्ये आउटपुट व्होल्टेज फीडबॅक लूप आहे (ज्याची तुलना संदर्भाशी केली जाते आणि स्थिर ठेवली जाते PWM द्वारे), तसेच लोडमध्ये जास्तीत जास्त पॉवर फॅक्टर असल्याची खात्री करण्यासाठी रिअल टाइममध्ये सरासरी इंडक्टर करंटचे अचूकपणे निरीक्षण करण्यासाठी इनपुट व्होल्टेज आणि इंडक्टर करंट सेन्सर.