Le tipiche unità di alimentazione del computer sono alimentate o in ritardo?

Gli alimentatori per computer hanno spesso funzioni di "correzione del fattore di potenza" che aumentano il fattore di potenza in uso a livelli vicini ai carichi resistivi (1). Sono curioso di sapere quali sarebbero, in assenza di correzione del fattore di potenza, i carichi di alimentazione. (Gli alimentatori a commutazione utilizzano induttori e condensatori; non sono sicuro di come sia il loro carico sul lato CA)

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— Billy ONeal
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Senza il PFC sarebbero un alimentatore completamente diverso, cioè il PFC è parte integrante dell'alimentazione, non un miglioramento di un altro design.

— Ignacio Vazquez-Abrams,

@ IgnacioVazquez-Abrams: non è solo un grande condensatore o induttore alla fine?

— Billy ONeal

No. Gli alimentatori utilizzano PFC attivo, che è un convertitore da CC a CC che traccia la forma d'onda della tensione CA e rende il carico resistente all'utilità forzando la corrente CA a essere sinusoidale e in fase con la tensione.

— Adam Lawrence,

Penso che una buona risposta a questa domanda dovrebbe affrontare la differenza tra il fattore di potenza di spostamento e il fattore di potenza di distorsione .

— Li-aung Yip,

Risposte:

Non è tanto un caso di guida o ritardo. Su un alimentatore non PFC, il circuito è costituito da un raddrizzatore a ponte, seguito da un grande condensatore di massa. Il tappo si carica e si abbassa tra i cicli della linea CA. Durante una parte potenzialmente ampia del ciclo della linea CA il ponte non conduce perché la tensione del cappuccio è ancora al di sopra della tensione della linea CA rettificata. Proprio vicino al picco della linea, la tensione della linea supera la tensione del cappuccio e tutta la corrente fluisce nel cappuccio durante quel piccolo angolo di conduzione.

Quindi non sembra strettamente induttivo o capacitivo, ma genera armoniche di linea di grandi dimensioni. Questo è ciò che regolano gli standard di "correzione del fattore di potenza". Non è proprio il fattore di potenza, ma le armoniche. Le enormi correnti di picco rispetto all'assorbimento di corrente medio rappresentano il problema delle utility.

— Giovanni D.
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Suggerirei di andare su Wikipedia per una spiegazione più approfondita, hanno le formule e un bel grafico. Inoltre, "Non è proprio il fattore di potenza" è un po 'sbagliato: generalmente, il fattore di potenza è definito come la combinazione di fattore di potenza di spostamento e fattore di potenza di distorsione.

— FrancoVS,

Siamo spiacenti ma questa risposta non descrive affatto un alimentatore per PC, nemmeno uno senza PFC. Descrive un alimentatore lineare. In un SMPS (utilizzato in tutte le PSU per PC) la carica e scarica della capacità in serie avviene alla frequenza di commutazione dell'alimentatore, non alla frequenza di linea CA.

— Jamie Hanrahan,

@JamieHanrahan Come può avvenire la ricarica del tappo di protezione alla frequenza di commutazione? La ricarica può avvenire solo quando la linea CA è al di sopra della tensione del tappo di protezione. Allo stesso modo, la scarica si verifica quando la linea CA è al di sotto della tensione del tappo di massa.

— John D,

@JohnD Non esiste un limite di massa dove pensi che sia! Un SMPS di tipo PC ha un raddrizzatore a onda intera seguito da un chopper che trasforma la CC non filtrata in 30 kHz o giù di lì onda quadra. Questo è l'input di un trasformatore step-down, il risultato è FW rettificato, ALLORA arriva il tappo del filtro. Non esiste alcun limite globale nella sezione freq line. (Sì, le vecchie PSU non PFC con un interruttore 110/220 utilizzavano un cappuccio, ma questo era in un duplicatore di tensione prima del raddrizzatore FW. È bypassato nella posizione 220.) Cavolo, parte dell'intero punto di un SMPS è evitare il cappuccio molto più grande che sarebbe necessario a 50 o 60 Hz.

— Jamie Hanrahan,

@JamieHanrahan nessuna età PSU per PC è stata specificata in Q o A. Ogni fornitura ATX che ho aperto aveva un raddrizzatore a ponte -> bulk caps -> parte di commutazione. Alcuni di questi avevano la commutazione automatica della tensione, alcuni manuali e altri le tipiche specifiche moderne a 90-260 V CA. Questi ultimi, ovviamente, hanno bisogno di limiti di input eccessivi. Per caso, non penso di aver aperto una fornitura PFC ATX, anche per cambiare un fan (il che significa che non ho aperto gli ultimi modelli).

— Chris H,

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L'immagine sopra mostra un semplice alimentatore in modalità switch non PFC. Questo probabilmente non verrebbe utilizzato come alimentatore per computer in quanto è a basso consumo, ma è sufficiente per illustrare il punto.

La rete viene rettificata per caricare un condensatore, quindi questa guida CC ad alta tensione viene utilizzata per alimentare il convertitore, che in questo caso è un semplice convertitore flyback, ma ci sono molti altri progetti.

Il condensatore viene scelto per essere sufficientemente grande da presentare una leggera increspatura: di conseguenza il raddrizzatore può condurre solo vicino al picco della rete.

Il risultato di ciò non è che la corrente porta o ritarda la tensione, ma che la corrente non è sinusoidale con picchi di corrente vicino ai picchi della tensione. Ciò introduce una significativa distorsione armonica.

Per aggiungere PFC sulla maggior parte degli alimentatori, viene aggiunto un secondo stadio prima di questo condensatore che modella la corrente per seguire la forma della tensione di rete. Questo è in genere un convertitore boost come mostrato di seguito.

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— Warren Hill
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