कंप्यूटर बिजली की आपूर्ति में सक्रिय पावर फैक्टर सुधार कैसे काम करता है?


13

मैं बहुत विस्तृत स्पष्टीकरण की तलाश नहीं कर रहा हूं (हालांकि यह स्वागत योग्य होगा)। मैं अधिक सहजता से समझ रहा हूं कि यह कैसे काम करता है।

मूल रूप से कंप्यूटर पीएसयू में मेरे पास इनपुट के बाद पीएफसी सर्किट और उसके बाद ट्रांसफार्मर द्वारा पीछा किया जाता है और उसके बाद ट्रांसफार्मर में सुधार होता है और अंत में मेरे पास आउटपुट फ़िल्टरिंग और उपभोक्ता होता है। मैंने वही PWM सर्किट पढ़ा है जो स्विच को नियंत्रित करता है और आउटपुट पर वोल्टेज को नियंत्रित करता है और सक्रिय पावर फैक्टर करेक्शन को भी नियंत्रित करता है।

मुझे जो नहीं मिलता है वह यह है कि पावर फैक्टर वास्तव में सही है।

यहाँ एक तस्वीर है:

Hardwaresecrets.com से सक्रिय पीसी

वे दो ट्रांजिस्टर यहां कैसे काम करते हैं और पीएफसी नियंत्रक यह कैसे निर्धारित करेगा कि पावर फैक्टर खराब है?

मुझे पता है कि पावर फैक्टर को आमतौर पर कॉइल और कैपेसिटर के साथ ठीक किया जाता है और मैं दोनों को यहां देखता हूं, लेकिन मुझे समझ में नहीं आता है कि वास्तव में क्या होता है जब ट्रांजिस्टर में से एक का संचालन शुरू होता है, तो दो ट्रांजिस्टर की आवश्यकता क्यों होती है और यह कैसे पावर फैक्टर को प्रभावित करता है।


दो FET समान हैं और हमेशा एक साथ काम करते हैं, मुझे लगता है। यह केवल एक के साथ खींचा जा सकता है।
एंडोलिथ

जवाबों:


16

पावर फैक्टर को प्रबंधित किया जाता है ("सही किया गया" वास्तव में गलत शब्द है, हालांकि इसका सामान्य एक) वोल्टेज का अनुसरण करके वर्तमान बनाता है। आपके योजनाबद्ध में, एसी तरंग के लिए बस वोल्टेज चोटियों की तुलना में थोड़ा अधिक होगा। प्रारंभ करनेवाला, FETs, डायोड और कैपेसिटर एक बूस्टर कनवर्टर बनाते हैं। यह कन्वर्टर रेक्टीफाइड एसी इनपुट वोल्टेज लेता है और बस वोल्टेज बनाता है।

यदि नियंत्रण प्रणाली केवल आउटपुट वोल्टेज को नियंत्रित करती है, तो कोई पीएफसी नहीं होता है। इसके बजाय यह क्या करता है डायोड के औसत वर्तमान को विनियमित करता है तात्कालिक सुधारा हुआ एसी इनपुट वोल्टेज के आनुपातिक होने के लिए। याद रखें कि पावर फैक्टर पॉइंट से आदर्श लोड वोल्टेज के साथ चरण में वर्तमान है। इसे देखने का एक और तरीका यह है कि एसी लाइन पर लोड को प्रतिरोधक दिखना चाहिए। एक असली रोकनेवाला की तरह, आप वोल्टेज के लिए वर्तमान आनुपातिक रखना चाहते हैं।

बेशक जो बस वोल्टेज को विनियमित करने के साथ बाधाओं पर है। यह एसी इनपुट वोल्टेज के लिए तेजी से प्रतिक्रिया के द्वारा नियंत्रित किया जाता है लेकिन बस वोल्टेज को विनियमित करने के लिए बहुत धीमी प्रतिक्रिया है। दूसरे शब्दों में, एसी लाइन अभी भी एक प्रतिरोध को देखती है, लेकिन प्रतिरोध मान को धीरे-धीरे बदल दिया जाता है, जैसा कि बस के वोल्टेज को अपने लक्ष्य मूल्य के पास रखने के लिए आवश्यक है।

आप पीएफसी पर अधिक पृष्ठभूमि के लिए मेरे डिजिटल पीएफसी कंट्रोल राइटअप की जांच कर सकते हैं और जिस तरह से मैं वर्तमान को मापने के लिए बिना वोल्टेज के वर्तमान आनुपातिक रखने के लिए आया था। मुझे उस पर एक पेटेंट मिला है, जिसमें बस की वोल्टेज को अधिक सटीक रूप से नियंत्रित करने के लिए डिजिटल गणना का उपयोग करना भी शामिल है। थोड़ी कम्प्यूटेशनल शक्ति के साथ, आप जान सकते हैं कि एसी लाइन वोल्टेज का पालन करने के कारण बस में क्या चीर-फाड़ होती है, फिर लोड से अलग-अलग मांग के कारण क्या बदल गया है, यह निर्धारित करने के लिए इसका उपयोग करें। यह पारंपरिक दृष्टिकोण की तुलना में अधिक तेज़ी से परिवर्तनों को लोड करने की अनुमति देता है, लेकिन पीएफसी फ़ंक्शन को हराए बिना।


ओलिन, आपके राइटअप का लिंक ब्राउज़र में सुरक्षा चेतावनी को ट्रिगर कर रहा है। मुझे पता है कि आप कुछ भी दुर्भावनापूर्ण नहीं कर रहे हैं, लेकिन Google के स्कैनर इसे ध्वजांकित कर रहे हैं, और यह यहां आगंतुकों के बीच चिंता पैदा कर रहा है। देखें google.com/transparencyreport/safebrowsing/diagnostic/... जानकारी के लिए।
डेव ट्वीड

@Dave: दुर्भाग्यवश अधिकांश वायरस स्कैनर कुछ पैटर्न की तलाश में अधिक नहीं होते हैं, जिनमें से कम से कम एक स्पष्ट रूप से हमारे निम्न में से एक रूटीन में होता है। यह एक गलत सकारात्मक है, लेकिन वायरस स्कैनर के लोगों को परवाह नहीं है। मैंने उन्हें पूरा EXE जमा कर दिया है, लेकिन कुछ भी निश्चित नहीं था।
ओलिन लेथ्रोप

1
हां, मुझे वह सब समझ में आ रहा है। लेकिन यह देखते हुए कि आधुनिक ब्राउज़र अब लोगों को आपकी साइट पर आने की अनुमति देने से पहले सख्त चेतावनी दे रहे हैं, शायद यह समय आपके सॉफ़्टवेयर को वितरित करने का एक अलग तरीका खोजने का है। उदाहरण के लिए, मैं इस विशेष मशीन पर क्रोम का उपयोग कर रहा हूं, और जब मैं ऊपर दिए गए लिंक पर क्लिक करता हूं, तो मुझे एक उज्ज्वल लाल चेतावनी स्क्रीन मिलती है, और मुझे दो बार क्लिक करना होगा, इससे पहले कि मैं आपकी साइट को जारी रख सकूं।
डेव ट्वीड

@DaveTweed - ऐसा लगता है कि आपके पास ओलिन के लिए एक समाधान था ...
MicroservicesOnDDD

10

सरलीकृत:

  • यदि पावर फैक्टर "खराब" है, तो पीएफसी कंट्रोलर "नहीं जानता", यह गारंटी देता है कि पावर फैक्टर अच्छा है
  • सचित्र के रूप में दो ट्रांजिस्टर होने के कारण बढ़ावा कनवर्टर के संचालन के मामले में अप्रासंगिक है (दोनों एक ही समय में चालू और बंद रहेंगे)
  • कॉइल और कैपेसिटर के साथ निष्क्रिय पावर फैक्टर सुधार सक्रिय पावर फैक्टर सुधार से मूलभूत रूप से अलग है

फिलिप सी। टॉड द्वारा सक्रिय पीएफसी पर विहित कागज एक बहुत विस्तृत विवरण देता है कि पीएफसी कैसे काम करता है, और भले ही यह एक पुरातन नियंत्रक (यूसी 3854) के लिए लिखा गया हो, विचार अभी भी प्रासंगिक हैं और कई आधुनिक सक्रिय पीएफसी कार्यान्वयन के लिए आधार हैं।

एक सक्रिय पीएफसी नियंत्रक का मूल उद्देश्य मुख्यों से खींचे गए भार को प्रतिरोधक दिखाना है। स्पष्ट रूप से, डाउनस्ट्रीम लोड ज्यादातर मामलों में गैर-प्रतिरोधक है (आमतौर पर डीसी / डीसी कनवर्टर की तरह एक निरंतर-बिजली लोड)। PFC कंट्रोलर जिस तरह से पॉवर फैक्टर करेक्शन को प्राप्त कर सकता है वह एसी वेवशेप को सेंस करके और कन्वर्टर के डयूटी साइकिल (आमतौर पर बूस्ट) को मॉडिफाई करके रेसिस्टर की तरह काम करने के लिए होता है - जीरो क्रॉसिंग पर कोई करंट न खींचे और AC पर अधिकतम करंट खींचे चोटियों।

निष्क्रिय पीएफसी (आपके द्वारा वर्णित कॉइल और कैपेसिटर) में गैर-आदर्श लोडिंग का मुकाबला करने के लिए मुख्य पर एक बड़ा लो-पास फिल्टर डालना शामिल है। कोई 'स्मार्ट' शामिल नहीं हैं।

आपके द्वारा प्रदत्त दृष्टांत संवेदन नेटवर्क को याद कर रहा है जो कि एक सामान्य पीएफसी नियंत्रक उपयोग करता है:

  • इनपुट एसी वेवशैप सेंसिंग
  • उत्पादन डीसी संवेदन
  • MOSFET वर्तमान

वेवसैप सेंसिंग PFC कंट्रोलर को एक संकेत प्रदान करता है, जो आमतौर पर करंट के रूप में होता है, जो ब्रिज रेक्टिफायर के बाद AC वेवशेप का प्रतिनिधित्व करता है। PFC कंट्रोलर इस वेवशेप इनपुट का उपयोग कनवर्टर के कर्तव्य चक्र को नियंत्रित करने के लिए करता है।

आउटपुट डीसी सेंसिंग एक धीमा वोल्टेज (आमतौर पर 20 हर्ट्ज से कम) लूप है जो बूस्ट कनवर्टर आउटपुट विनियमन को बनाए रखता है। इसमें एसी वेवशेप इनपुट की तुलना में कम बैंडविड्थ होना चाहिए, या पीएफसी काम नहीं करेगा।

MOSFET करंट सेंसिंग एक तेज करंट लूप है, जिसका इस्तेमाल करंट-मोड कंट्रोल के लिए किया जाता है।


9

"पावर फैक्टर" दो अलग-अलग चिंताओं को संदर्भित करता है:

  • वर्तमान और वोल्टेज के बीच का चरण कोण (अधिक चरण अंतर = निम्न शक्ति I * V की तुलना में वितरित)

  • nonlinear भार के कारण वर्तमान विकृति: शिखा कारक = पीक करंट / rms करेंट साइन तरंगों के लिए sqrt (2) की तुलना में बहुत अधिक हो सकता है, जो हार्मोनिक्स के लिए अग्रणी होता है जो उपयोगिता के संचरण प्रणाली में अधिक अपव्यय का कारण बनता है।

बिजली की आपूर्ति में एक पीएफसी सर्किट मुख्य रूप से इनमें से दूसरे को संबोधित करता है। यदि आपको उस आरेख में प्रारंभ करनेवाला + MOSFETs से छुटकारा मिल गया है, तो आप एक बहुत ही उच्च शिखा कारक लोड के साथ समाप्त करेंगे: डायोड संधारित्र में वर्तमान के बड़े "स्लरप्स" को खींचता है।

PFC सर्किट इस से उपयोगिता को ढालने का प्रयास करता है, एक प्रारंभ करनेवाला के माध्यम से वर्तमान को एक परिशोधित साइन वेव (वोल्टेज के साथ चरण में) बनाकर, यूटिलिटी मेन पर करंट को साइन वेव की तरह देखता है।

दो ट्रांजिस्टर की आवश्यकता क्यों है? वे नहीं हैं, यह एक कार्यान्वयन विवरण है (शायद एक सामान्य पैकेज में दो छोटे MOSFETs का उपयोग करने की तुलना में यह अधिक लागत प्रभावी है एक असामान्य पैकेज में एक बड़ा MOSFET का उपयोग करने के लिए)।

नियंत्रण सर्किट MOSFET पर चालू होता है जो प्रारंभ करनेवाला के माध्यम से वर्तमान को बढ़ाता है। MOSFET को बंद करने से करंट लोड में प्रवाहित होगा, जो आम तौर पर करंट को घटाता है। नियंत्रण परिपथ प्रारंभ करनेवाला के माध्यम से करंट को नियंत्रित करने के लिए इसे चालू / बंद करने का निर्णय करता है - जैसा कि मैंने पहले कहा था, एक परिशोधित साइन तरंग के रूप में।

यह आउटपुट पर वोल्टेज को भी नियंत्रित करता है।

ऐसा करने के लिए, एक नियमित डीसी / डीसी कनवर्टर, साथ ही प्रारंभकर्ता और संधारित्र दोनों में अधिक ऊर्जा भंडारण क्षमता की तुलना में थोड़ी अधिक जटिलता की आवश्यकता होती है।

हमारी साइट का प्रयोग करके, आप स्वीकार करते हैं कि आपने हमारी Cookie Policy और निजता नीति को पढ़ और समझा लिया है।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.