پل ديود
ولتاژ AC بعد از آنكه از فيلتر EMI/Transient عبور كرد، به وسيله يك يا چند پل ديود يكسو ميشود. در حقيقت، وظيفه اين بخش تبديل ولتاژ AC به ولتاژ DC است. در اين تبديل، مقدار ولتاژ نيز افزايش مييابد. بهطور مثال، اگر ورودي منبعتغذيه 230 ولت باشد، خروجي DC پل ديود v2 * 230 = 325.27 ولت خواهدبود. پس از اين مرحله، ولتاژ DC شده به مدار PFC منتقل ميشود.
تصحيحكننده فاكتور توان (PFC (Power Factor Correction
اجازه دهيد قبل از آنكه درباره تصحيحكننده فاكتور توان صحبت كنيم، نگاه سريعي به مفهوم فاكتور توان داشتهباشيم. فاكتور توان از نسبت توان واقعي به توان ظاهري به دست ميآيد (kW/kVA). توان واقعی در حقيقت مقدار تواني است كه يك مصرفكننده براي تبديل انرژی الکتريکی به ديگر شکلهای انرژی مصرف ميكند، در حاليکه توان ظاهری به دليل اختلاف بين ولتاژ و جريان پديد میآيد.
بهطور كلي، در هر سيستمي دو نوع بار وجود دارد: Active (اين بار فقط شامل مقاومت است) و Reactive (اين بار شامل سلف، خازن يا هر دو است). در سيستمي با بار فقط مقاومتي، هر دو منحني ولتاژ و جريان سينوسي هستند، بنابراين جريان و ولتاژ قطبيت آنها بهطور همزمان تغيير ميكند، به عبارتي با همديگر مثبت يا منفي ميشوند (در حقيقت، زاويه فاز بين ولتاژ و جريان صفر درجه است). در نتيجه، حاصل توان هميشه مثبت است يا به عبارت ديگر جهت انرژي معكوس نميشود، بنابراين توان واقعي به بار منتقل ميشود.
در وضعيتي كه بار كاملاً Reactive باشد، بين ولتاژ و جريان اختلاف زمان وجود دارد (اين اختلاف از نظر تئوري حداكثر نود درجه است)، بنابراين توان در نيمي از سيكلها مثبت و در نيم ديگر منفي است. همچنين هنگامي كه ولتاژ در حداكثر مقدار مثبت يا منفي باشد، جريان صفر است و بالعكس هنگامي كه جريان در حداكثر مقدار مثبت يا منفي باشد، ولتاژ صفر است. در چنين مواقعي، توان صفر است. حال هنگامي كه توان مثبت است، انرژي به بار منتقل ميشود و هنگامي كه توان منفي است، انرژي در جهت معكوس حركت ميكند، به عبارتي به منبع (برق شهر) منتقل ميشود. بنابراين در يك سيكل كامل كل انرژي به بار منتقل نخواهدشد .
اگرچه در دنياي واقعي، بارها در هر لحظه مقاومتي، سلفي و خازني هستند و هيچگاه چنين وضعيتي رخ نخواهدداد كه بهعنوان مثال، يك بار فقط مقاومتي باشد. از اين رو، در هر لحظه هر دو توان Active و Reactive توسط بارها مصرف خواهندشد. توان ظاهري (تواني كه يك مصرفكننده، مصرف ميكند) حاصلجمع برداري توان Active و Reactive است. همانطور كه پيش از اين نيز گفتيم، فاكتور توان نسبت بين توان واقعي و ظاهري است و هرچه اين ميزان به 1 نزديكتر شود، مطلوبتر خواهدبود. زيرا نزديك شدن اين عدد به 1 در حقيقت يعني اتلاف توان كمتر است. به عبارت ديگر، تواني كه در ورودي مصرفكننده است به همان ميزان توسط مصرفكننده، مصرف ميشود. منبعتغذيهها براي دريافت گواهي Gold 80 Plus نيازمند فاكتور توان 0/9 يا بيشتر هستند.
همانطور كه ميدانيد، هزينه برق مصرفي واحدهاي مسكوني از طريق محاسبه ميزان مصرف توان واقعي است و وازرت نيرو هيچ هزينهاي براي مصرف توان ظاهري از مشتركين دريافت نميكند. اما براساس استاندارد EN61000-3-2 اتحاديه اروپا همه منبعتغذيهها با خروجي توان بيش از 75 وات بايد دستکم شامل تصحيحكننده فاكتور توان غيرفعال (Passive PFC) باشند. چندين سال است كه بسياري از سازندگان منبعتغذيه از تصحيحكننده فاكتور توان غيرفعال در محصولات خود استفاده ميكنند. PPFC داراي فيلتري است كه اجازه عبور جريان را فقط در فركانس پنجاه يا شصت هرتز ميدهد. از اين رو، جريانهاي هارمونيك كاهش پيدا ميكنند و بار غيرخطي تبديل به بار خطي ميشود، بنابراين سازندگان با بهكارگيري خازنها يا سلفها ميتوانند فاكتور توان را به يك نزديك كنند. بهطور كلي، منبعتغذيههايي كه داراي PPFC هستند، فاكتور توان پايينتري در مقايسه با منبعتغذيههاي با APFC دارند. اگرچه آنها به ولتاژ دو برابر نياز دارند، بنابراين PPFC داراي راندمان بالاتري نسبت به APFC است.
اصلاحكننده فاكتور توان فعال (APFC) در اصل يك مبدل AC/DC است كه جريان توليدشده توسط منبعتغذيه را از طريق PWM كنترل ميكند. در منبعتغذيهاي كه داراي اين نوع اصلاحكننده است، نخست ولتاژ AC به وسيله پل ديود، يكسو ميشود، سپس PWM ماسفتهاي APFC (كه اغلب دو تا هستند) را روشن ميكند كه ولتاژ DC به پالس ثابت تبديل ميشود. اين پالسها به وسيله خازن هموارساز صاف و هموار ميشوند و سوئيچهاي اصلي را تغذيه ميكنند. قبل از خازن هموارساز هميشه يك سلف (سيمپيچ) وجود دارد. از آنجا كه سلف يك عنصر Reactive است، قابليت محدود كردن جريانهاي ناگهاني بالا را بدون اتلاف انرژي دارد. خازنهايي كه به سيگنال DC بهطور مستقيم متصل هستند، بايد فشار جريان غيرقابل كنترلي را تحمل كنند، بنابراين وجود يك سلف در اين بخش ضروري است زيرا موجب محدود شدن اين فشار ميشود. بعضي مواقع در اين بخش يك ترميستور (مقاومت حرارتي) نيز وجود دارد. ترميستور براي محدود كردن بيشتر جريانات بالا به ويژه در فاز switch-on منبعتغذيه استفاده ميشود.
در APFC دو نوع كنترل متفاوت استفاده ميشود، وضعيت انتقال ناپيوسته (DCM) كه ماسفتهاي PFC فقط زماني كه جريان سلف به صفر ميرسد، روشن ميشوند و وضعيت انتقال پيوسته (CCM) كه ماسفتها زماني روشن ميشوند كه جريان سلف بالاي صفر است. بنابراين ماسفتها از همه سيكلهاي جريان منفي صرفنظر ميكنند (به هر حال، صرفنظر از سيكلهاي جريان منفي، موجب اتلاف انرژي ميشود). بهطور كلي، در منابع تغذيه از CCM بيشتر استفاده ميشود و اصولاً اين نوع كنترل براي منبعتغذيهها با توان خروجي بيش از دويست وات مناسب است. اشكال اصلي CCM اتلاف انرژي و توليد EMI است كه با خاموش شدن ديودها ايجاد ميشود (جريان معكوس ديود موجب اتلاف توان قابل توجهي نسبت به ماسفتها ميشود و EMI را افزايش ميدهد). از اين رو، اغلب يك خازن نوع X بعد از پل ديودها وجود دارد.
سامی جان ! گل کاشتی ! خیلی دوست داشتم در مورد مفاهیم پاور به طور اختصاصی و پایه بحث بشه ! آقای پناهی دست شما هم درد نکنه ! موفق و پیروز باشید !