コンピュータの電源には、使用中の力率を抵抗性負荷に近いレベルに上げる「力率補正」機能が備わっていることがよくあります(1)。力率改善がない場合、電源装置の負荷がどうなるか知りたいです。(スイッチングモードの電源はインダクタとコンデンサの両方を使用します。ただし、AC側の負荷がどのように見えるかはわかりません)
コンピュータの電源には、使用中の力率を抵抗性負荷に近いレベルに上げる「力率補正」機能が備わっていることがよくあります(1)。力率改善がない場合、電源装置の負荷がどうなるか知りたいです。(スイッチングモードの電源はインダクタとコンデンサの両方を使用します。ただし、AC側の負荷がどのように見えるかはわかりません)
回答:
先行したり遅れたりすることはそれほど多くありません。PFC以外の電源では、回路はブリッジ整流器で構成され、その後に大きなバルクコンデンサが続きます。キャップは充電され、ACラインサイクル間で垂下します。ACラインサイクルの潜在的に大きな部分では、キャップ電圧が整流されたACライン電圧を上回っているため、ブリッジは導通しません。ラインのピークのすぐ近くで、ライン電圧がキャップ電圧を超え、その小さな導通角の間にすべての電流がキャップに流れ込みます。
したがって、厳密には誘導性または容量性には見えませんが、大きなライン高調波を生成します。それこそが「力率補正」規格が規定していることです。実際には力率ではなく、高調波です。平均の消費電流と比較して巨大なピーク電流がユーティリティの問題です。
上の画像は、シンプルな非PFCスイッチモード電源を示しています。これは低電力であるため、コンピューターのPSUとしてはおそらく使用されませんが、要点を説明するには十分です。
主電源を整流してコンデンサを充電し、この高電圧DCレールを使用してコンバーター(この場合は単純なフライバックコンバーター)に電力を供給しますが、他にもいくつかの設計があります。
コンデンサは、リップルがほとんどないように十分大きくなるように選択されます。その結果、整流器は主電源のピーク付近でのみ導通できます。
この結果は、電流が電圧より進んだり遅れたりするのではなく、電流が正弦波ではなく、電流のピークが電圧のピークの近くにあることです。これにより、大きな高調波歪みが発生します。
ほとんどの電源にPFCを追加するには、このコンデンサの前に2番目のステージを追加して、電源電圧の形状に合わせて電流を形成します。これは通常、以下に示すようにブーストコンバーターです。