作者 主题:用于线性电源,混合动力和测试设备的PFC (Read 7496 times)

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用于线性电源,混合动力和测试设备的PFC
« 上: 2016年8月2日,上午10:28:13»
我已经搜索了一段时间,但是我可以'找不到有关PFC和线性电源的任何信息。
所有信息都在讨论结合SMPS设计的PFC。
线性电源有什么区别吗?

我已经看到了许多实验室台式电源的故障,但是在许多情况下,很明显没有在电路中添加PFC。
测试设备是否有例外?

混合动力车呢? (因此,在整流器和电容器之后使用带有降压转换器的常规线性电源)
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« 在以下方面回复#1: 2016年8月2日,上午10:37:07»
您 only really need to do PFC when the power level goes above 150W, hence most linear bench PSU do not have PFC.
大多数台式PSU只会升至4A(也许是5A),通常不会超过30V,即最大为120W(150W)

由于没有电压驱动bodog,因此PFC实际上是要使交流的零交叉点附近的bodog消耗最小。因此,PFC试图最大化交流电峰值电压处的bodog消耗。
 

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« 在以下问题上回复#2: 2016年8月2日,上午10:48:36»
我认为超过75W的所有设备都需要PFC?
还是不属于A类类别,或者可以将其视为专业设备?
« 上次编辑:2016年8月2日,上午10:55:37 by b_force »
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« 在以下方面回复#3: 2016年8月2日,上午11:10:20»
引用
我认为超过75W的所有设备都需要PFC?
我不知道在英国这里有任何法规要求低功率的设备配备PFC。
(如果我做错了,请纠正我)

引用
还是不属于A类类别,或者可以将其视为专业设备?
我不知道您所指的设备分类。

引用
混合动力车呢? (因此,在整流器和电容器之后使用带有降压转换器的常规线性电源)
如果功率超过200W,则最好添加PFC。
例如,许多早期的PC SMPS PSU(250-300W)没有PFC。现在PC SMPS最低为350W(更可能为450W),它们都具有PFC。

大多数线性PSU不太可能需要PFC,因为变压器本身倾向于阻止零伏附近的bodog浪涌。
没错,您可以在浪涌上获得很大的开关,但这与零伏交叉点附近的bodog消耗不同。
同样,PFC的目的是在没有/几乎没有电压可用来推动bodog时最小化bodog消耗。
 

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« 在以下方面回复#4: 2016年8月2日,上午11:36:38»
引用
我已经搜索了一段时间,但是我可以'找不到有关PFC和线性电源的任何信息。
所有信息都在讨论结合SMPS设计的PFC。
线性电源有什么区别吗?
是的,这样做的理由很充分:要正常工作,PFC必须以高于交流电压峰值的电压对电容器充电,'s (230V + 10%)  253V x 1.4142 =  357.8V
PFC的输出电压在390V至400V之间选择。
对于线性电源来说,这太高了,但对于SMPS来说却非常好。
 

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« 在以下问题上回复#5: 2016年8月2日,上午11:36:44»
@MosherIV
我以为PFC就是要校正功率因数,换句话说就是电压和bodog相位之间的不匹配?
因此,换句话说,您说使用线性电源时没有或只有很少的相移?

It'这也有些令人困惑,因为大多数指南都一口气谈到了EMC和PFC。
我想用SMPS可以使很多'garbage'(= EMC)重新进入网络。


我指的是EN61000-3-2
//en.wikipedia.org/wiki/IEC_61000-3-2

(我自己也有一份正式的印刷本)
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« 在以下方面回复#6: 2016年8月2日,上午11:50:00»
我以为PFC就是要校正功率因数,换句话说就是电压和bodog相位之间的不匹配?
因此,换句话说,您说使用线性电源时没有或只有很少的相移?
功率因数不仅与相移有关,整流器几乎不产生相移,因为大多数bodog在峰值电压下流动,但整流器没有理想的功率因数,因为bodog仅在峰值电压下流动。
功率因数=有功功率/   apparent power

与SMPS中的整流器相比,变压器的杂散电感及其铜阻提高了次级侧整流器的功率因数。那 's为什么仅在SMPS中使用PFC。

 

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« 在以下方面回复#7: 2016年8月2日,上午11:58:24»
引用
我以为PFC就是要校正功率因数,换句话说就是电压和bodog相位之间的不匹配?
是的,大型感应电动机确实如此。感应电动机使bodog相对于电压的相位偏移。
因此,对于拥有大量带有感应电动机的机床的工厂,PFC旨在校正bodogv电压的相位。
如果工厂从断相中汲取更多bodog,则会向工厂收取更多的电费,因此值得花钱来纠正此相。

我想这在今天已经不是问题'的工业环境,因为现在大多数机床都使用VFD来驱动电动机。
VFD可能内置有PFC。
 

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« 在以下方面回复#8: 2016年8月2日,下午12:07:37»
AFAIK 75 W(或VA?)功率限制适用于所用的典型功率。对于典型的实验室电源和Hifi放大器,这实际上是空闲状态或低功耗。因此,通常您会低于该限制,但可能不包括A类放大器-但这些放大器通常有点疯狂,所以不要'无论如何都不太在乎节能。

由于噪声较低,通常制造纯线性电源。所以你通常不'想要与SMPS一起使用的现代有源PFC的开关噪声。仍然可以选择将旧式无源PFC与串联电感器一起使用。电感器可以位于变压器/整流器的任一侧。它'通常不如有源PFC好,并且可能不足以满足更高电源的限制。无源PFC电感器可能和变压器一样重-所以它'并不是那么容易。输出阻抗也会上升-这会导致更高的损耗。因此使用线性电源的PFC风扇并不多。

变压器的杂散电感和电阻会有所帮助,但是对于较大的变压器,杂散电感和电阻会变得相对较小。它'更像是您应该在较大的单位上增加一点电感/电阻,而不要达到高bodog峰值。
 

离线 b_force

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« 在以下方面回复#9: 2016年8月2日,下午12:13:37»
好的,但是,即使线性电源的PF也可能高达0.6-0.7(有时甚至更低)。
据我所知,这几乎与SMPS相同。
我认为主要区别在于SMPS将大量(高)谐波垃圾带回了网络。

我的结论是,SMPS中的PFC阶段与谐波失真(= EMC)的关系要大于实际校正PF的程度,对吗?
校正谐波含量时,还有什么比这更好呢?
大多数人指的是EN61000(因此为75W),但是该标准显然仅是关于排放物回到网中的规定,'t适用于线性电源。
它没有'关于何时将PF校正到哪个级别,什么也没说。

关于何时针对某些应用和功能需要进行一定量的校正,是否有任何标准?



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« 在以下问题上回复#10: 2016年8月2日,下午12:21:45»
引用
我的结论是,SMPS中的PFC阶段与谐波失真(= EMC)的关系要大于实际校正PF的程度,对吗?
我认为-不。
这是基本的CE合规性。在欧洲,所有电子设备都必须遵守一套通用的辐射和传导辐射电气标准。
简单地说,他们声明不允许任何设备发出任何显着水平的噪声,也不受噪声的影响。

PFC可能对此有所帮助,但不是因为它。

SMPS开关频率与市电频率异步,因此SMPS可能会尝试在市电周期中的任意点汲取bodog。
如果SMPS在几乎没有电压推动bodog时试图汲取bodog,则可能导致电压进一步下降-因此需要SMPS具有PFC。
 

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« 在以下方面回复#11: 2016年8月2日,下午01:09:50»
 

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« 在以下问题上回复#12: 2016年8月2日,下午01:54:41»
很多人都因为PFC这个名字而错了.PFC的真正功能不是校正功率因数,而是将bodog修改为完全正弦。

具有电容性滤波的整流器会在很小的导通角内产生高峰值bodog。

这样的bodog对市电非常不利...
1)rms值非常高,这会使电缆变热并且损失能量。
2)谐波含量很差,这会引起振荡和过电压。

与线性电源相比,SMPS(不带PFC)也会出现高峰值bodog的问题,即使变压器的漏感使该峰值bodog降低了一点。
 

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« 在以下问题上回复#13: 2016年8月2日,下午02:15:39»
您 might want to read http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/HBD853-D.PDF .
我熟悉该手册,但没有'不能回答我的问题。
同样,本文档仅涉及IEC61000,谐波来自某个电源,但仅适用于SMPS设计,不适用于线性电源。
它也没有'从相移的角度来看,当需要PFC时,t给出答案。

« 上次修改时间:2016年8月2日,下午02:22:14,b_force »
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« 在以下问题上回复#14: 2016年8月2日,下午02:32:59»
引用
本文档仅涉及IEC61000,谐波来自某个电源,仅适用于SMPS设计,不适用于线性电源。
它也没有'从相移的角度来看,当需要PFC时,t给出答案。
我认为所有职位的普遍共识是,出于上述所有原因,您不需要PFC用于线性PSU。

什么时候需要PFC?
当它成为一个问题.....在低bodog时,当电压不在此范围时,从市电汲取bodog不会造成大问题's peak.
随着负载的增加和bodog消耗的增加,电压可能无法驱动所需的bodog:干线的电压会下降或负载无法获得所需的bodog。
大多数工程师不会让它走那么远,他们会在安全范围内进行设计。这就是为什么在功率输出达到120 / 150W时考虑使用PFC的原因
 

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« 在以下问题上回复#15: 2016年8月2日,下午02:44:23»
好的,但是即使使用线性电源,您也可以期待非常难看的bodog行为?
特别是在电源变压器/整流器后面有一些开关降压转换器。
(一种混合解决方案)

您'说150W是合理的限制。这是基于什么? (不适用于IEC61000)什么时候会出现问题?
某处必须有某种限制,否则他们就不会 '在荧光灯和其他设备中添加额外的电容器。
此外,我已经看到电源和音频放大器轻松超过300-500W。
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« 在以下回复#16: 2016年8月2日,下午02:45:50»
什么时候需要PFC?
当它成为一个问题.....在低bodog时,当电压不在此范围时,从市电汲取bodog不会造成大问题's peak.
随着负载的增加和bodog消耗的增加,电压可能无法驱动所需的bodog:干线的电压会下降或负载无法获得所需的bodog。
大多数工程师不会让它走那么远,他们会在安全范围内进行设计。这就是为什么在功率输出达到120 / 150W时考虑使用PFC的原因
对不起,但这听起来是错误的。
您可以在没有任何PFC的情况下在kW范围内构建SMPS,而没有太大问题。您只需要增加电容器以在电压足够高时存储足够的能量,但这也会增加峰值bodog并使功率因数非常低。
如果查看典型的电源电压,则不再是正弦波,因为所有不带PFC的SMPS仅在峰值期间汲取bodog,因此电压仅在此期间加载,从而使正弦波失真。我可以测量2-3%的THD,并且可以很容易地看到示波器的失真。
PFC的主要目的是减少bodog上的谐波。
 

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« 在以下方面回复#17: 2016年8月2日,下午03:00:10»
引用
好的,但是即使使用线性电源,您也可以期待非常难看的bodog行为?
不,线性PSU不会使bodog相位相对于电压相位过度失真。
线性PSU只能在每个主电源电压峰值上给电容器加电(这是最大的功率/bodog消耗)-因此,它们不会引起太多bodog相位失真。

引用
在电源变压器/整流器后面有一些开关降压转换器。
变压器之后的开关降压器将主要从线性电容器中汲取功率,从而不会使bodog/电压关系失真。

引用
您'说150W是合理的限制。这是基于什么?
我没有任何具体的法律或法规可以以此为依据。我似乎还记得阅读过Microchip关于其PFC器件之一的应用笔记,它们似乎暗示着150W。

引用
什么时候成为问题?
当bodog消耗与PF相结合时,会在电源波形的错误部分拉出过多bodog。
有人指出:电缆会变热。
PSU可能无法正确维护输出
最坏的情况是,电源电压失真到其他电气设备无法正常工作或供电商开始注意到的程度。
 

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« 在以下方面回复#18: 2016年8月2日,下午03:16:25»
是的,我想每个人都已经可以想象会出什么问题了,'也不是重点。
关键是,什么是可以接受的?
还是纯粹基于主观观念?
必须有某种标准/规定。

我唯一能找到的就是降低谐波,如bktemp所说。 (61000标准)
但这不'告诉我有关故事其余部分的任何信息。  :-//
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« 在以下问题上回复#19: 2016年8月2日,下午04:09:37»
AFAIK,没有功率因数标准,至少在德国没有。但是电力供应商在合同中要求一些最小的功率因数。一世've仅检查一项,它指出客户必须保持高于0.9 (感性负载),应避免任何电容性过度补偿,也应避免任何与负载无关的固定补偿。
« 最后编辑:2016年8月2日,下午07:06:38 »
 

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« 回复#20: 2016年8月2日,下午04:48:46»
AFAIK,没有功率因数标准,至少在德国没有。但是电力供应商在合同中要求一些最小的功率因数。一世've仅检查一项,它指出,客户必须保持在0.9以上 (感性负载),应避免任何电容性过度补偿,也应避免任何与负载无关的固定补偿。
好吧,如果德国不这样做'没有任何标准,我不知道'认为别人没有  ;) ; D ; D 8)

0.9的功率因数非常高。
您 don'不能用标准线性电源达到。  ???

实际上让我惊讶的是't regulated by laws.
在这一点上'关于合理的主观想法。
我想开发人员需要检查电力供应商的每份合同。
« 最后编辑:2016年8月2日,下午4:51:45通过b_force »
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« 在以下回复#21: 2016年8月2日,下午05:21:08»
b_force

如果您是创建交流电源的人,那么PFC(电阻负载)更为重要。您有两种选择可以使用更大的交流电源,也可以更好地为该电源创建阻性负载。
这归结为成本和花钱的地方。
如果仅查看PFC,则成本会更高。如果在进行PFC时PFC可以使您的电路更好,那么成本会更低。
规则试图迫使额外的成本发挥最大的作用。

对于PC'尺寸,重量和重量首先会使开关电源看起来更好,但是开关电源仍然可以具有线性电源的二极管电桥/电容器。规则是花费更多的力量,以便可以更好地使用交流电源。

二极管电桥后的大型电容器很不好,因为它们会产生较大的bodog尖峰来为这些电容器充电。大电容器可以让您在失去交流电源的情况下继续工作一段时间。 在这里,您要谈论的是减少bodog尖峰和浪涌的成本差异以及较小的变压器可能带来的收益。

保持低成本不变。在某个时候,向H桥的AC输入变得更便宜。一些成本较高的方法还允许双向AC功率流。
 
 
 

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« 在以下回复#22: 2016年8月2日,下午06:51:40»
您 can still have a sin current waveform and piss poor PF. PFC is correcting 对于 the phase difference between V&I.

一个常见的误解是,...功率因数校正是以下一项或多项:

1.使bodog波形的相角与电压波形同步(不管电压波形看起来如何!)。
2.降低bodog波形的谐波含量-通常,法规规定了每个谐波允许的bodog百分比。请注意,您可以具有较高的THD,但仍具有良好的功率因数。例如,参见整流后使用大电感,小电容的LC滤波器时的块状bodog。
3.降低bodog波形的波峰因数(与#2有着千丝万缕的联系)。也就是说,使bodog波形的峰均与电压波形匹配。

关于PFC法规的动机,看来原因取决于您问的是谁,但对我来说有意义的两个因素是,低PF会导致供电网络中所有导体的I²R发热增加,并且在3ph时会升高配电网络中,直电容输入市电整流器/滤波器的高波峰因数/ THD波形在Wye网络的中性导体中产生大量的三次谐波,并且每个相到中性分支的三次谐波bodog总和在通用中性线,不应将其熔断或以其他方式防止过bodog。

至于将PFC置于线性电源中,您可以只在电源变压器的次级侧进行。对我来说似乎没有意义,因为如今使用线性电源的唯一令人信服的原因是使噪声最小化和/或提高鲁棒性/可靠性,并且PFC级通常是切换器,因此噪声很大,通常是升压拓扑,因此一些有趣的(阅读:引人注目的)故障模式(尽管公平地说,经过精心设计和环路补偿的升压PFC级非常可靠)。

 

离线 克莱因斯坦

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« 在以下回复#23: 2016年8月2日,下午07:29:44»
对于功率因数,有两个影响:一个是电压和相位之间的相移。这是适用于交流电动机,荧光灯等的更经典的部分。 第二部分是汲取bodog中的谐波失真-这主要适用于整流器和滤波器盖组合。在这里,SMPS(没有额外的PFC)与线性稳定电源之间没有真正的区别,因为电源是整流器而不是稳压器。如果存在大量此类负载(这是从耗电的PC和电视开始),则会出现问题。高频EMI部分是不同的部分,通常与线性PSU无关紧要。

欧盟对新的(已有一段时间)装置有法律限制,无论是作为SMPS还是线性装置构建,它们都应适用。但是,这些限制实际上仅对更高功率的设备严格。 AFAIK手持设备也有一些例外:例如允许手持吹风机使用简单的二极管来降低功率。

It'只是线性电源通常很小,而AFAIK的重要情况是典型功率消耗,而不是最大功率。因此,高保真放大器和线性实验室电源通常不'这样就不会有问题,因为从这个意义上讲,它们通常是低功耗设备。

如果您想要构建150 W A类音频放大器(因此具有高功率)'的正常操作模式),您将需要一些额外的规定,使PFC合法地具有CE标记。但是,更普通的300 W AB类放大器不会有问题,因为在正常使用情况下仍然可能是低功率的(例如< 10 W output level).
 

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« 在以下回复#24: 2016年8月2日,晚上11:29:03»
我认为MagicSmoker试图说明的一点是,即使bodog波形与电压波形同相,bodog波形也会失真。例如,如果您的负载在电压波形的峰值处以窄脉冲形式吸收bodog(例如整流器/电容器电源),则即使bodog波形与电压同相,您的功率因数也会较低。输送到负载的总功率(瞬时电压乘以瞬时bodog的平均值)将远小于输送到负载的伏安/视在功率,即RMS线电压乘以RMSbodog。
 


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