पीएफसी पावर फैक्टर सुधार

मुख्य आवृत्ति के पावर फैक्टर और हार्मोनिक कारक बिजली की गुणवत्ता के महत्वपूर्ण संकेतक हैं, खासकर उन इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए जो इस शक्ति द्वारा संचालित होते हैं।

एसी आपूर्तिकर्ता के लिए यह वांछनीय है कि ऊर्जा घटक उपभोक्ताओं की संख्या एकता के करीब थी, और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए यह महत्वपूर्ण है कि हार्मोनिक विकृतियां यथासंभव कम हों। ऐसी परिस्थितियों में, उपकरणों के इलेक्ट्रॉनिक घटक लंबे समय तक जीवित रहेंगे और लोड अधिक आराम से काम करेगा।

वास्तव में, एक समस्या यह है कि पारंपरिक रैखिक शक्ति स्रोत इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को उपयुक्त गुणवत्ता और यहां तक ​​कि उच्च दक्षता वाली बिजली प्रदान करने में असमर्थ है। नतीजतन, हमें इस तथ्य को स्वीकार करना होगा कि 80% की बिजली आपूर्ति इकाई की दक्षता 0.7 के पावर फैक्टर के साथ आदर्श मानी जाती है।

और इस समस्या का कारण प्रवेश द्वार पर है पारंपरिक स्विचिंग बिजली की आपूर्ति एक फिल्टर कैपेसिटर के साथ एक डायोड ब्रिज है, और इस बात की परवाह किए बिना कि क्या सुधारित वर्तमान उपभोक्ता एक रैखिक भार है, नेटवर्क से डायोड ब्रिज को आपूर्ति की जाने वाली धारा अभी भी फट जाएगी, पृथक चोटियों का उच्चारण किया जाएगा, जिसके बीच शून्य के साथ अंतराल हैं नेटवर्क से वर्तमान खपत।

ऐसा इसलिए होता है क्योंकि फिल्टर कैपेसिटर असमान रूप से चार्ज और डिस्चार्ज होता है, जिसके परिणामस्वरूप पावर फैक्टर में कमी होती है- वास्तव में, ग्रिड से बिजली शॉर्ट पल्स में खपत होती है- ग्रिड की साइन वेव अवधि के प्रत्येक आधे के लिए एक वर्तमान पल्स।

ऐसे फ़िल्टर कैपेसिटर द्वारा खिलाए गए सर्किट में, यह घटना उच्च हार्मोनिक विरूपण उत्पन्न करती है। और एक संधारित्र के साथ इस तरह के एक साधारण सुधारक द्वारा खिलाए गए भार का शक्ति कारक, एक नियम के रूप में, 0.3 से अधिक नहीं होगा।

तेज वर्तमान चोटियों को थोड़ा चिकना करने का एक सरल "निष्क्रिय" तरीका है, शक्ति कारक को थोड़ा बढ़ाएं और इस तरह से थोड़ा कम करें accordions… विधि में डायोड ब्रिज और फिल्टर कैपेसिटर के बीच एक प्रारंभ करनेवाला जोड़ना शामिल है। यह चोटियों को एक साइनसॉइडल आकार में थोड़ा गोल कर देगा।

इस मामले में, हालांकि, शक्ति कारक अभी भी एकता (लगभग 0.7) से बहुत दूर होगा, क्योंकि वर्तमान खपत का आकार फिर से साइनसोइडल नहीं है। और जब अलग-अलग क्षमता वाले उपयोगकर्ताओं की ऐसी कई योजनाएँ ग्रिड से जुड़ी होती हैं, तो यह बिजली पैदा करने वाली पार्टी के लिए एक गंभीर समस्या बन जाती है।

पावर फैक्टर में सुधार करने और लाइन फ्रीक्वेंसी हार्मोनिक्स को कम करने का सबसे अच्छा तरीका स्विचिंग पावर सप्लाई में पल्स-बूस्ट कन्वर्टर्स पर आधारित अपेक्षाकृत सरल सक्रिय पावर फैक्टर करेक्शन (पीएफसी) योजनाओं का उपयोग करना है।यहां, इनपुट रेक्टीफायर सर्किट में न केवल एक प्रारंभ करनेवाला जोड़ा जाता है, बल्कि ड्राइवर और नियंत्रक के साथ-साथ डायोड के साथ एक फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर भी जोड़ा जाता है।

सक्रिय शक्ति कारक सुधार (सक्रिय PFC) के दौरान, FET तेजी से दो राज्यों के बीच स्विच करता है।

पहला राज्य - जब स्विच बंद हो जाता है, तो चोक रेक्टिफायर से शक्ति प्राप्त करता है, चुंबकीय क्षेत्र में ऊर्जा संग्रहीत करता है, जबकि डायोड रिवर्स बायस्ड होता है, और लोड केवल फिल्टर कैपेसिटर द्वारा संचालित होता है।

दूसरी स्थिति तब होती है जब ट्रांजिस्टर खुला होता है, चक्र के इस भाग के दौरान डायोड प्रवाहकीय अवस्था में चला जाता है, और चोक अब ऊर्जा को भार में स्थानांतरित करता है और संधारित्र को चार्ज करता है। ऐसा स्विचिंग कई दसियों किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति के साथ होता है मेन्स साइन वेव की प्रत्येक हाफ-वेव।

कुंजी नियंत्रण सर्किट समय अंतराल की अवधि को समायोजित करता है - चोक कितनी देर तक ग्रिड से जुड़ा रहता है और कितनी देर तक यह संधारित्र को सक्रिय करता है ताकि संधारित्र के पार वोल्टेज एक स्थिर स्तर पर बना रहे, जैसे कि औसत चोक करंट। यह सर्किट आपूर्ति के शक्ति कारक को 0.98 तक बढ़ा देता है।

सक्षम स्विचिंग प्रबंधन आवश्यक है ताकि वर्तमान खपत नेटवर्क के वैकल्पिक वोल्टेज के चरण में हो। इस प्रयोजन के लिए, नियंत्रक FET के गेट को नियंत्रित करने के लिए एक PWM सिग्नल उत्पन्न करता है, ताकि साइन लहर के चरम पर, चोक को शून्य (लंबे समय तक) के करीब वोल्टेज की तुलना में कम समय के लिए ऊर्जा प्राप्त हो।

पीएफसी नियंत्रक के पास एक आउटपुट वोल्टेज फीडबैक लूप होता है (जिसकी तुलना एक संदर्भ से की जाती है और इसे स्थिर रखा जाता है पीडब्लूएम के माध्यम से), साथ ही एक इनपुट वोल्टेज और प्रारंभ करनेवाला वर्तमान सेंसर वास्तविक समय में औसत प्रारंभ करनेवाला वर्तमान की सटीक निगरानी करने के लिए सुनिश्चित करता है कि लोड में अधिकतम शक्ति कारक है।